华北克拉通西部岩石圈地幔的性质:河北阳原新生代玄武岩中幔源包体提供的信息

【摘要】：本文研究了大兴安岭-太行山重力梯度带以西河北阳原新生代玄武岩中幔源包体 (橄榄岩和辉石岩)的岩石学和地球化学,以期对该地区地幔岩石圈的性质进行制 约。阳原橄榄岩包体以二辉橄榄岩为主兼有少量方辉橄榄岩,结构以原生状结构为 主,部分具有似斑状特征,计算的平衡温度为880-1067℃。主量元素CaO、Al_2O_3、 重稀土元素对MgO呈负相关关系,而相容元素NiO对MgO呈正相关关系,说明这 些包体是上地幔部分熔融的残余,而多样的稀土元素配分模式及微量元素分布的差 异,又揭示了它们经历了地幔交代作用。 阳原辉石岩包体均为二辉岩,且多数样品中单斜辉石的含量大于斜方辉石。根 据岩相学特征,辉石岩包体可分为两类:绿色辉石岩和黑色辉石岩。绿色包体高Mg#, 低Al_2O_3和TiO_2;而黑色包体低Mg#,高Al_2O_3和TiO_2,且富集轻稀土而亏损HFSE。 岩石结构和主微量元素组成说明阳原辉石岩是高压堆晶体。其EMI型Sr-Nd同位素 特征,明显不同于寄主玄武岩,暗示两者没有成因联系,而可能代表古老岩浆事件 的产物。 已有的Os同位素资料指示重力梯度带东、西两侧的岩石圈地幔具有不同的年龄; 西侧岩石圈地幔为元古代年龄,而东侧岩石圈地幔具有现代年龄。但是重力梯度带 东西两侧橄榄岩包体在主量元素组成上和橄榄石含量上均没有明显的差别,说明元 古代岩石圈地幔与新生的大洋地幔岩石在主量元素组成上并非象前人认为的那样具 有显著的差别。不过,两侧幔源包体的Sr、Nd同位素组成差别明显,暗示重力梯度 带的确分隔了两个地幔域,与西老东新的岩石圈地幔特点相一致。