华北克拉通东部中新生代岩石圈演化—来自火成岩与深源捕虏体（晶）证据

【摘要】： 本文对位于华北克拉通东部含有深源捕虏体(晶)中、新生代火成岩进行了详细的年代学和岩石地球化学研究,尤其是对深源捕虏体(晶)进行了矿物微区主量和痕量元素研究,讨论了不同时代火成岩的成因,尤其是岩浆源区性质及其随时间的演化。基于大量的分析测试数据,应用岩石探针技术和痕量元素与同位素地球化学示踪技术,建立了华北克拉通东部中、新生代岩石圈地幔演化模型。这对揭示华北克拉通破坏产生的时间与机制具有重要意义。 锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和K-Ar定年结果表明,本文研究的华北克拉通东部含有深源捕虏体(晶)的中、新生代火成岩主要形成于早白垩世、晚白垩世、古近纪(包括古新世和始新世),代表性火成岩包括早白垩世鲁西费县、方城玄武岩、铁铜沟高镁闪长岩;晚白垩世辽西阜新碱锅玄武岩、辽南曲家屯玄武岩、鲁东大西庄玄武岩;古新世辽南乱石山子玄武岩和始新世菜园子玄武岩。 寄主岩和深源捕虏体(晶)的岩石地球化学及矿物微区成分研究表明,(1)早白垩世鲁西铁铜沟高镁闪长岩的原始岩浆起源于拆沉的加厚陆壳物质的部分熔融,并经历了与地幔橄榄岩的反应,而费县、方城玄武质岩浆主要起源于受拆沉陆壳物质强烈改造的富集型岩石圈地幔;(2)晚白垩世玄武质岩浆起源于整体上具有亏损性质的岩石圈地幔,但该期华北克拉通东部仍具有古老岩石圈地幔的残留,并经历了多期改造过程;(3)古近纪玄武质岩浆起源于有拆沉陆壳物质参与的岩石圈地幔;(4)中生代早期拆沉物质在经历了早白垩世部分熔融之后的残留体与亏损岩石圈地幔的混合构成了晚白垩世和古近纪玄武岩的岩浆源区。上述结果表明,中生代早期拆沉的陆壳物质是改造岩石圈地幔的主体,同时它也代表了华北克拉通破坏的起始时间和机制;早白垩世时期,拆沉物质的部分熔融以及相继出现的上涌和对上覆岩石圈地幔的交代是该期华北克拉通破坏机制的主体;晚白垩世和古近纪,华北克拉通东部岩石圈地幔经历了增生和拆沉残留物质与新增生岩石圈地幔的部分熔融。