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内蒙古集宁新生代玄武岩中橄榄岩包体和巨晶的发现及意义 总被引:5,自引:0,他引:5
内蒙古集宁新生代玄武岩产于华北克拉通北缘,属于广义的“汉诺坝玄武岩”。首次在三义堂附近的碱性玄武岩中发现了大量的橄榄岩包体、辉石和长石以及少量的含钛磁铁矿巨晶。包体主要是尖晶石二辉橄榄岩,造岩矿物为橄榄石+斜方辉石+单斜辉石+尖晶石,辉石巨晶主要为透辉石和普通辉石,长石巨晶主要是歪长石和少量斜长石。1.5GPa条件下,尖晶石二辉橄榄岩样品所记录的平衡温度与汉诺坝相近,集中于950℃左右,大体上反映了华北克拉通北缘大陆岩石圈地幔尖晶石相部分的温度状态。单斜辉石巨晶的结晶温压大于幔源包体的平衡温压,表明巨晶的来源深度可能大于包体。包体的结构及矿物成分分析表明,这些包体是玄武质岩浆上升过程中偶然捕获岩石圈地幔的岩石碎块。二辉橄榄岩包体中橄榄石高Mg#值(89.5~91.7)和较高的NiO含量(0.29%~0.55%),暗示集宁玄武岩中的橄榄岩包体来自较高熔融程度的岩石圈地幔。 相似文献
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苏北盆地新生代玄武岩中的地幔橄榄岩包体 总被引:3,自引:0,他引:3
苏北盆地盘石山和方山新生代玄武岩中广泛发育橄榄岩包体,以尖晶石二辉橄榄岩为主,少数为尖晶石方辉橄榄岩。盘石山橄榄岩的岩相学特征表明其经历过Ol Cpx Melt=Ol Opx Melt的反应过程,而方山橄榄岩的这种反应过程不明显,表明古老的岩石圈地幔物质在方山下部仍有残留。与华北地块东部早古生代地幔橄榄岩相比较,本地区橄榄岩包体中橄榄石的Fo值为0.89~0.90,斜方辉石的En值为0.88~0.90,表现为饱满玄武质组分的特点,表明从早古生代至新生代期间经历了岩石圈的减薄和岩石圈地幔的置换。平衡温压估算结果表明,方山橄榄岩平衡温度为985℃~1 081℃,平衡压力为1.65 GPa~2.61 GPa,对应的深度为53 km~84 km;盘石山橄榄岩平衡温度为940℃~1 010℃,平衡压力为0.90 GPa~2.07 GPa,对应的深度为29 km~66 km。盘石山橄榄岩包体的起源深度小于方山,苏北盆地新生代时期岩石圈地幔的厚度约为50 km,位于岩石圈30 km~80 km之间。 相似文献
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华北克拉通东部宽甸新生代碱性玄武岩中携带的地幔橄榄岩包体为我们认识该地区岩石圈地幔性质和演化过程提供了约束。根据橄榄石的Mg#可将宽甸橄榄岩包体分成两类: 第1类为低Mg#二辉橄榄岩包体(橄榄石Mg#相对较低: 89.8~90.3),其单斜辉石具有高TiO2(0.38%~0.57%)、Al2O3(4.41%~6.87%)、FeOT(2.46%~3.73%)、MnO(0.08%~0.11%)含量和低Cr#(7.42~14.2)的特征,它们所经历的部分熔融程度较低,这些特征类似于中国东部晚白垩世和新生代玄武岩中低Mg#橄榄岩,代表了新生饱满的岩石圈地幔;第2类为高Mg#方辉橄榄岩包体(橄榄石Mg#相对较高:91.0~92.3),其单斜辉石具有低TiO2(0.03%~0.33%)、Al2O3(2.27%~5.49%)、FeOT(2.04%~2.40%)、MnO(0.07%~0.08%)含量和高Cr#(15.3~25.8)的特征,它们经历了较高程度的部分熔融作用,其难熔的地球化学特征完全不同于低Mg#二辉橄榄岩,却与克拉通内部太古宙和元古宙地幔包体类似,代表了古老难熔岩石圈地幔的残留。两类橄榄岩包体的平衡温度没有显著差异说明宽甸岩石圈地幔不存在明显的分层现象,而是新老岩石圈地幔混杂出现。宽甸橄榄岩包体的微量元素特征表明了它们受到过多期复杂的地幔交代作用,交代介质类型不仅有硅酸盐熔/流体还有碳酸盐熔体,其来源既有太平洋板块俯冲释放的熔/流体,又有因受太平洋板块俯冲扰动而上涌的软流圈熔体,因此太平洋板块俯冲可能对华北克拉通的破坏起到了重要作用。 相似文献
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对来自滇东南马关木厂的尖晶石二辉橄榄岩中名义上无水矿物(NAMs)进行显微傅里叶变换红外光谱(Micro-FTIR)分析,结果显示,单斜辉石、斜方辉石和橄榄石中均含有以羟基形式存在的结构水,单斜辉石的水含量为160×10~(-6)~557×10~(-6)(质量分数,下同),斜方辉石的水含量为85×10~(-6)~207×10~(-6),橄榄石的水含量为5×10~(-6)~12×10~(-6),根据矿物百分比含量估算的全岩水含量为46×10~(-6)~137×10~(-6);元素地球化学特征表明,本次研究的橄榄岩包体是岩石圈地幔经历较低程度部分熔融的残余;低(La/Yb)N值(0.22~0.57)以及高Ti/Eu比值(4 076~6 772)暗示橄榄岩可能经历了以硅酸盐熔体为交代介质的微弱地幔交代作用;单斜辉石的微量元素组成比较单一,整体表现出高场强元素、大离子亲石元素以及轻稀土元素的同步亏损;结合中国东部地区已经发表的橄榄岩包体含水量数据来看,滇东南马关木厂岩石圈地幔具有明显富水的特征,可能与该区自中生代以来遭受的新特提斯洋壳大规模俯冲流体交代作用有关;与华北克拉通含水量的明显差异有可能反映的是两地岩石圈地幔正处于不同的演化阶段。 相似文献
5.
岩石圈-软流圈的相互作用可以通过向古老、难熔的岩石圈地幔中输入主量元素饱满的物质、从而将其改造成为主量元素相对饱满的岩石圈. 相似文献
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为完整了解华北克拉通的破坏程度和机制,加深对其西部陆块岩石圈地幔的研究十分重要,而位于华北克拉通西部集宁新生代碱性玄武岩中的地幔橄榄岩包体,为研究人员认识该地区的岩石圈地幔的性质和演化起到指示作用.运用LA-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS对集宁地区橄榄岩矿物进行原位微区测试,获得其主量、微量元素和Sr同位素成分的数据.根据矿物组成,可以将集宁地区的橄榄岩分为两类:第一类为贫单斜辉石橄榄岩 (单斜辉石体积分数小于8%),它们经历了高程度的部分熔融,可能是古老难熔岩石圈地幔的残留;第二类为二辉橄榄岩 (单斜辉石体积分数大于13%),其熔融程度低,代表了新生饱满的岩石圈地幔.第一类橄榄岩中单斜辉石REE含量整体偏低且轻微富集LREE,第二类橄榄岩中单斜辉石具有LREE富集和轻微亏损两种配分模式,大部分样品的核边有一定的强不相容元素及Sr同位素组成变化.这些微量元素和同位素特征都表明集宁橄榄岩包体经历过交代作用.(La/Yb)N和Ti/Eu比值特征表明它们经历过多阶段的交代作用,交代介质有硅酸盐、碳酸盐熔/流体,这些交代介质可能为来源于古亚洲洋板块俯冲时释放的熔/流体. 相似文献
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河北阳原新生代玄武岩中橄榄岩捕虏体矿物化学:华北岩石圈地幔演化 总被引:1,自引:0,他引:1
橄榄岩及其中矿物的组成, 特别是单斜辉石的微量元素, 可以很好的揭示岩石圈地幔性质.在对河北阳原新生代玄武岩中橄榄岩捕虏体详细岩相学和矿物化学研究基础上, 重点分析了单斜辉石的激光原位微量元素, 讨论了新生代华北内部山带岩石圈地幔特征及其演化机制.阳原地区陆下岩石圈, 除个别样品的部分熔融程度为15%~20%外, 多数样品<5%, 显示该区的地幔演化是不均一的, 并表现为饱满与难熔-过渡型地幔的交叉并存.这种共存现象可以用软流圈物质对古老地幔进行不均匀侵蚀、改造和置换作用来解释. 相似文献
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华北东部橄榄岩岩石化学特征及其岩石圈地幔演化意义 总被引:7,自引:3,他引:7
华北东部古生代以来火山岩中捕虏体橄榄岩和苏鲁早中生代构造侵位橄榄岩的岩石化学结果表明: 古生代金伯利岩侵位时仍然存在的难熔、漂浮克拉通地幔在中、新生代时其大部被新生饱满的岩石圈地幔物质取代置换.在100 Ma前(但不早于178 Ma), 新生软流圈物质就已开始沿古老岩石圈内的地幔薄弱带和岩石圈深断裂带对克拉通地幔进行侵蚀、交代和混合作用, 引起岩石圈大幅减薄.这一减薄存在时间、空间的不均匀性, 但在老第三纪达最大.新第三纪以来, 上涌的软流圈物质由于温度下降回落(岩石圈小幅增厚)并转化为新生岩石圈地幔, 实现地幔置换过程.分析的苏鲁造山带橄榄岩是早中生代构造侵位改造过的古老岩石圈地幔物质. 相似文献
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长白山地区位于华北克拉通东北部,广泛出露富含地幔橄榄岩包体的新生代玄武岩,为研究岩石圈地幔的性质和演化提供了优越条件。本文对长白山地区天池和龙岗新生代火山岩群中尖晶石相橄榄岩包体进行了岩石学、全岩主微量元素、矿物主量元素、单斜辉石微量元素和Sr-Nd-Hf同位素分析。研究结果表明,尖晶石相橄榄岩包体由二辉橄榄岩和少量的方辉橄榄岩组成,Mg#值为87.4~91.2,表现出新生饱满的特征,平衡温度为900~1100℃。橄榄石的Mg#值(% Fo)为85.6~91.3。单斜辉石包括四种类型:(1)轻稀土元素严重亏损型;(2)轻稀土元素亏损型;(3)向右微倾型和(4)"勺型"。单斜辉石表现出Sr同位素(87Sr/86Sr=0.702749~0.707276)整体亏损,部分样品富集的特征,单斜辉石的Nd-Hf同位素呈现出亏损特征(143Nd/144Nd=0.512886~0.51333、εHf=+17.7~+49.8)。长白山地区二辉和方辉橄榄岩分别经历了小于10%和略大于10%的部分熔融作用,并受到富水硅酸盐熔体的地幔交代作用。太平洋板块向西俯冲作用使得软流圈上涌并携带大量壳源物质进入地幔深部,与岩石圈地幔发生橄榄岩-熔体反应,形成了长白山地区不均一的岩石圈地幔,以新增生饱满地幔为主,夹有少量古老难熔岩石圈地幔碎片。 相似文献
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云南马关地区岩石圈地幔组成和年龄:地幔橄榄岩包体的Re-Os同位素限制 总被引:1,自引:2,他引:1
本文对马关地区新生代碱性玄武岩中的地幔包体进行了系统的岩石学和地球化学研究,并首次进行了包体的Re-Os同位素测试。马关地区的橄榄岩包体主量成分上表现为饱满肥沃的特征;具有不同程度的轻稀土亏损特征,亏损Nb、Ti和Zr等高场强元素(HFSE)以及Ba等大离子亲石元素(LILE);橄榄岩包体的Nd同位素特征表明橄榄岩包体代表的是不均一的亏损地幔。5个橄榄岩全岩样品的Re-Os同位素分析结果表明,样品的Os含量总体较高(3.29×10-9~3.78×10-9),接近于造山带橄榄岩体的Os含量,Re含量变化范围较大(0.24×10-9~0.54×10-9),与Re的迁移能力较强有关。样品的187Os/188Os值在0.12295~0.12530之间变化,与187Re/188Os值和Al2O3含量之间都不存在较好的相关性,说明Re-Os体系不单纯由熔体抽取过程所控制。橄榄岩包体的Re亏损年龄tRD为254~604Ma,说明马关地区岩石圈地幔形成的时代应该在新元古代之前。马关地区岩石圈地幔并非是由软流圈上涌新增生的地幔,而是经历了如下演化历史:在新元古代之前,由原始地幔的部分熔融和熔体抽取作用形成了岩石圈地幔,之后经历了熔/流体交代和改造而发生了再富集作用,导致部分地幔橄榄岩逐渐从亏损难熔的特征向饱满肥沃转变,而未遭受熔/流体的改造的橄榄岩仍然保持了难熔亏损的特征。这种熔/流体交代和改造作用很可能与晚二叠纪峨眉山地幔柱的活动有关,而新生代以来印度-亚洲大陆碰撞导致地幔物质向东南方向的侧向流动,诱发软流圈上涌和马关地区的钾质岩浆的活动,也对马关地区岩石圈地幔的改造具有重要的影响,但由于喷发时间较新对Os同位素组成的影响还未显现出来。 相似文献
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华北中、新生代岩石圈地幔的交代作用:含金云母地幔岩提供的证据 总被引:4,自引:3,他引:4
本文对华北克拉通三个不同地区(河北汉诺坝、内蒙古集宁三义堂、河南鹤壁)新发现的含金云母尖晶石二辉橄榄岩和尖晶石橄榄单斜辉石岩捕虏体进行了详细的矿物组成、单斜辉石的微量元素和Sr-Nd同位素研究.通过与相同地区不含金云母尖晶石二辉橄榄岩捕虏体的系统对比发现通常含金云母的地幔橄榄岩比不含金云母的地幔橄榄岩岩富Al2O3、CaO、NaO、K2O、TiO2,但相对贫镁;其单斜辉石的LREE更为富集,但Sr、Nd同位素组成则相对亏损.这说明地幔交代作用不仅能够造成地幔橄榄岩的玄武质组分和稀土元素的富集,而且亦能够造成全岩和橄榄石Mg#的降低和同位素组成的相对亏损.捕虏体的Rb-Sr等时线年龄暗示地幔交代作用发生在中、新生代;其交代熔体来源于软流圈.同时说明华北新生代岩石圈地幔普遍存在的主、微量元素和同位素组成类似于“大洋型”岩石圈地幔的特征很可能是岩石圈地幔橄榄岩与软流圈来源的熔体的大规模反应的结果,而非真正意义上的新增生的岩石圈地幔. 相似文献
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华北克拉通是显生宙以来全球古老克拉通破坏最为剧烈的地区。华北克拉通破坏及其相关的科学问题引起了国内外地质学家的广泛关注。有关华北克拉通破坏的研究已取得了许多重要进展,使我们认识到其破坏不仅表现为岩石圈厚度的剧烈减薄,更重要的是岩石圈地幔的物质组成与性质发生了巨大转变,即从古生代克拉通型转变为新生代大洋型。本文在综述华北地幔捕虏体锂同位素地球化学特征的基础上,进一步揭示了华北岩石圈地幔高度不均一的组成特征,以及不同来源的熔体对岩石圈地幔的改造作用,为深入认识华北岩石圈地幔的转变过程提供进一步的制约。 相似文献
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内容提要:在对吉林辉南新生代玄武岩中捕虏体橄榄岩详细的岩相学和矿物主量元素研究基础上,重点分析了单斜辉石激光原位微量元素,并讨论了辉南陆下岩石圈地幔的性质及其在华北克拉通破坏过程中的意义。橄榄石、单斜辉石和尖晶石的Mg#和Cr#均表明该区陆下岩石圈地幔主体是饱满的,同时也存在少量过渡和难熔型地幔。单斜辉石REE配分形式包括LREE亏损、倒U字型REE和LREE富集等不同类型。这些橄榄岩是地幔经历不同程度的部分熔融作用(低于10%)和复杂地幔交代作用的产物。交代介质主体是硅酸盐熔体,但个别样品有碳酸岩熔体交代的残留。橄榄石Mg#和平衡温度无相关性,说明辉南陆下岩石圈地幔不存在明显的分层而是交叉的。这些地幔特征和华北东部其他地区新生代的主体地幔性质相似,是熔-岩反应、侵蚀作用和上涌软流圈物质冷却转变置换的综合结果。 相似文献
14.
The petrology and geochemistry of peridotite xenoliths in the Cenozoic basalts from Fanshi, the central North China Craton (NCC), provide constraints on the evolution of sub-continental lithospheric mantle. These peridotite xenoliths are mainly spinel-facies lherzolites with minor harzburgites. The lherzolites are characterized by low forsterite contents in olivines (Fo < 91) and light rare earth element (LREE) enrichments in clinopyroxenes. In contrast, the harzburgites are typified by high-Fo olivines (> 91), high-Cr# spinels and clinopyroxenes with low abundances of heavy REE (HREE). These features are similar to those from old refractory lithospheric mantle around the world, and thus interpreted to be relics of old lithospheric mantle. The old lithospheric mantle has been chemically modified by the influx of melts, as evidenced by the Sr–Nd isotopic compositions of clinopyroxenes and relatively lower Fo contents than typical Archean lithospheric mantle (Fo > 92.5). The Sr–Nd isotopic compositions of harzburgites are close to EM1-type mantle, and of the lherzolites are similar to bulk silicate earth. The latter could be the result of recent modification of old harzburgites by asthenospheric melt, which is strengthened by fertile compositions of minerals in the lherzolites. Therefore, the isotopic and chemical heterogeneities of the Fanshi peridotite xenoliths reflect the refertilization of ancient refractory lithospheric mantle by massive addition of asthenospheric melts. This may be an important mechanism for the lithospheric evolution beneath the Central NCC. 相似文献
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Zheng Jianping Yu Chunmei Yuan Xiaoping Yin Li Jiao Shujuan Tang Huayun Zhang Zhihai Lu Fengxiang 《Frontiers of Earth Science》2007,1(1):37-43
A petrochemical analysis was undertaken of peridotitic xenoliths in volcanic rocks that erupted from the Paleozoic to the
Cenozoic within the eastern part of the North China craton, and the peridotites as tectonic intrusion in the Early Mesozoic
from the Sulu orogen. The results show that the cratonic mantle, which was refractory and existed when the kimberlites intruded
in the Paleozoic, had almost been replaced by the newly accreted fertile lithospheric mantle during the Mesozoic-Cenozoic.
The erosion, metasomatism, and intermingling caused by the accreted asthenospheric material acting on the craton mantle along
the weak zone and deep fault (such as the Tanlu fault) in the existing lithosphere resulted in the lithospheric thinning at
a larger scale 100 Ma ago (but later than 178 Ma). The largest thinning would be in the Eogene. The upwelling asthenospheric
material transformed into accreted lithospheric mantle due to the asthenospheric temperature falling in the Neogene (leading
to relatively slight lithospheric incrassation), and finally accomplished mantle replacement. The peridotitic body in the
Sulu orogen represents the products spreading from the modified cratonic lithospheric mantle.
Translated from Earth Science—Journal of China University of Geosciences, 2006, 31(1): 49–56 [译自: 地球科学—中国地质大学学报] 相似文献
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《International Geology Review》2012,54(2):182-211
The Mesozoic lithospheric mantle beneath the North China craton remains poorly constrained relative to its Palaeozoic and Cenozoic counterparts due to a lack of mantle xenoliths in volcanic rocks. Available data show that the Mesozoic lithospheric mantle was distinctive in terms of its major, trace element, and isotopic compositions. The recent discovery of mantle peridotitic xenoliths in Late Cretaceous mafic rocks in the Jiaodong region provides an opportunity to further quantify the nature and secular evolution of the Mesozoic lithospheric mantle beneath the region. These peridotitic xenoliths are all spinel-facies nodules and two groups, high-Mg# and low-Mg# types, can be distinguished based on textural and mineralogical features. High-Mg# peridotites have inequigranular textures, high Mg# (up to 92.2) in olivines, and high Cr# (up to 55) in spinels. Clinopyroxenes in the high-Mg# peridotites are generally LREE-enriched ((La/Yb)N>1) with variable REE concentrations, and have enriched Sr–Nd isotopic compositions (87Sr/86Sr = 0.7046–0.7087; 143Nd/144Nd = 0.5121–0.5126). We suggest that the high-Mg# peridotites are fragments of the Archaean and/or Proterozoic lithospheric mantle that underwent extensive interaction with both carbonatitic and silicate melts prior to or during Mesozoic time. The low-Mg# peridotites are equigranular, are typified by low Mg# ( < 90) in olivines, and by low Cr# ( < 12) in spinels. Clinopyroxenes from low-Mg# peridotites have low REE abundances (ΣREE = 12 ppm), LREE-depleted REE patterns ((La/Yb)N < 1), and depleted Sr–Nd isotopic features, in contrast to the high-Mg# peridotites. These geochemical characteristics suggest that the low-Mg# peridotites represent samples from the newly accreted lithospheric mantle. Combined with the data of mantle xenoliths from the Junan and Daxizhuang areas, a highly heterogeneous, secular evolution of the lithosphere is inferred for the region in Late Cretaceous time. 相似文献
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凉城、四子王旗、三义堂和大同的地幔包体的岩石学和矿物的主、微量元素成分显示华北克拉通中、西部北缘总体为过渡型岩石圈地幔,为原始地幔经过不同程度的熔体抽取和后期交代富集作用的残留.凉城岩石圈地幔经历的熔体抽取程度最低,后期交代富集作用比较强烈,这与其橄榄岩中尖晶石的Cr#较低,并且共存的单斜辉石的Mg#较低一致.三义堂岩石圈地幔经历的熔体抽取程度最高,后期交代富集作用最强烈,不同样品甚至同一样品中不同单斜辉石颗粒的La/Yb和LREE配分模式变化范围非常大,且矿物边部比核部更富集微量元素.大同、四子王旗岩石圈地幔经历的熔体抽取程度介于凉城和三义堂之间,但后期的交代富集作用明显不如凉城和三义堂强烈.研究区的岩石圈地幔主要受硅酸盐熔体交代作用的影响,只有三义堂岩石圈地幔还可能也受到了碳酸盐交代作用的影响. 相似文献
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华北东部中、新生代岩石圈地幔的不均一性:来自橄榄石的组成填图结果 总被引:10,自引:2,他引:10
华北中、新生代玄武质火山岩和基性脉岩携带的地慢橄榄岩捕虏体中橄榄石和/或橄榄石捕虏晶系统的组成填图显示华北东部中、新生代岩石圈地幔存在明显的时空分布规律和不均一性。这与通过岩石圈地幔源基性岩石的地球化学反演获得的华北中生代岩石圈地幔的时空不均一性及其块体特征完全一致。太行山和鲁皖地区新生代岩石圈地慢的差异演化主要反映古老地幔橄榄岩与熔体相互作用时熔体性质和来源的不同。同时,橄榄石Fo填图还揭示了郯庐断裂对华北东部中、新生代基性岩浆活动及其岩石圈地幔演化的重要制约作用。而且,华北东部中生代岩石圈减薄后尚存古老岩石圈地幔残留。因此,华北东部岩石圈减薄的整体拆沉模式很难成立。 相似文献
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众所周知,华北克拉通东部岩石圈地幔的组成和性质在显生宙发生了显著变化,但由于西部出露含有捕虏体的火山岩较少,这在一定程度上限制了人们对该区岩石圈地幔属性与演化特征的认识。本文将华北克拉通西北部晚白垩世-新生代玄武岩中橄榄岩捕虏体的研究成果归纳总结,旨在进一步揭示该区岩石圈地幔的属性与演化特征。研究表明,华北克拉通西北部岩石圈地幔主要由低Mg#的二辉橄榄岩和少量高Mg#的方辉橄榄岩组成。高Mg#橄榄岩代表该区受轻微再富集作用影响的古老岩石圈地幔残余,低Mg#橄榄岩是软流圈来源熔体与高Mg#橄榄岩反应的产物,代表地幔再富集作用对古老岩石圈地幔改造的结果。该区岩石圈地幔经历了多期地幔交代作用的改造,早期交代事件与古亚洲洋俯冲有关,近期与软流圈来源的玄武质熔体有关。这种广泛的地幔再富集作用对华北克拉通古老岩石圈地幔的转变做出了重要贡献。
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