辽西中生代晚期岩石圈地幔的性质:来自玄武岩和地幔捕虏体的证据

辽西中生代玄武岩中幔源气榄岩捕虏体的岩石学、矿物学和地球化学研究表明，中生代岩石圈地幔是由古老富集型的岩石圈地幔和新增生的岩石圈地幔所组成。前者以角闪尖晶二辉橄榄岩为代表，它经历了富钠质的地幔交代作用。橄榄岩类捕虏体富含轻稀土元素，并具有较高的ω(^87Sr)/ω(^86Sr)比值；后者以二辉石岩为代表，具典型堆积结构，与本区尖晶石二辉橄榄岩相比，具有较高的稀土元素丰度。在矿物成分和稀土元素丰度上，本区辉石岩捕虏体类似于中国东部新生代玄武岩中幔源辉石岩捕虏体，这意味着辉石岩捕虏体可能是上地幔中更早期的岩浆堆积体。     

青藏高原新生代两类超钾质岩石的成因——实验岩石学和地球化学约束

青藏高原分布有羌塘—囊谦—滇西和冈底斯两条新生代钾质-超钾质火山岩带。羌塘—囊谦—滇西超钾质岩浆活动的峰值时间为40～30Ma,主体岩石具有Ⅰ型超钾质岩的高MgO和低CaO、Al2O3含量特征;30～24Ma期间羌塘中、西部出现Ⅲ型钾质-超钾质岩浆活动,主体岩石以贫SiO2、高CaO、Al2O3和低MgO/CaO为特征。冈底斯新生代超钾质火山岩也显示I型超钾质岩的高MgO和低CaO、Al2O3含量特征,其形成时间为25～12Ma。综合超钾质岩石的实验资料,可知区内I型超钾质岩的源区以富硅、富钾流(熔)体交代形成的金云母方辉橄榄岩为主;Ⅲ型钾质-超钾质岩浆源区则以斜辉橄榄岩地幔为主。囊谦—滇西Ⅰ型超钾质岩带空间上严格受红河走滑构造带所控制,40～28Ma出现I型超钾质岩浆活动,16Ma转变为OIB型钾质火山岩。岩浆源区从岩石圈地幔向软流圈演变,暗示大型走滑断裂引起的岩石圈地幔减薄和软流圈上涌是导致交代岩石圈地幔金云母分解熔融产生区内I型超钾质岩浆的主控因素。羌塘中部35～34Ma有软流圈来源为主的钠质碱性玄武岩岩浆的喷发,30～24Ma转变为以岩石圈地幔为主要来源的Ⅲ型钾质-超钾质岩浆活动,岩浆源区从软流圈向岩石圈迁移,指示软流圈上涌伴随的富CO2流(熔)体活动是导致古交代岩石圈地幔升温熔融产生Ⅲ型钾质-超钾质岩浆的主控因素,软流圈上涌可能是俯冲板片断离或岩石圈地幔拆沉作用的结果。     

内蒙古集宁新生代玄武岩的地幔源区特征：元素及Sr-Nd-Pb同位素地球化学证据

内蒙古集宁玄武岩区位于华北克拉通北缘，东邻汉诺坝玄武岩区。由亚碱性的拉斑玄武岩及碱性的橄榄玄武岩、碧玄岩和碱玄岩组成。玄武岩的SiO2与TiO2含量分别为44．10～52．27wt．％和1．57～2．95wt．％，Mg^#（43—63）及Ni含量（27～210ppm）变化范围较大。集宁玄武岩的微量元素原始地幔标准化曲线及REE球粒陨石标准化曲线与OIB相似，Sr、Nd同位素比值显示了较汉诺坝玄武岩富集的特征。研究表明，虽然集宁玄武岩浆经历了一定程度的橄榄石、单斜辉石的分离结晶作用，但微量元素及Sr、Nd、Ph同位素特征排除了幔源岩浆在喷发到地表过程中受到地壳物质显著混染的可能性。^143Nd／^144 Nd ^87Sr／^86Sr vs．^206Ph／^204Pb的线性相关性表明，集宁玄武岩至少来自两个地幔端元组分：EMI和PREMA，且端元组分与汉诺坝玄武岩相似。尖晶石二辉橄榄岩的低程度部分熔融（2～5％）熔体与石榴石二辉橄榄岩更低程度部分熔融（〈2％）熔体的混合，可以解释集宁玄武岩稀土元素的变化特征。推测EMI位于岩石圈地幔之内且源区深度〈70km，PREMA则来自软流圈地幔。集宁碱性玄武岩与亚碱性玄武岩之间的地球化学差异，可能只是来自岩石圈地幔的EMI型熔体和来自软流圈地幔的PREMA型熔体在形成玄武岩浆时参与混合的比例不同，暗示该地区的岩石圈地幔与软流圈地幔之间经历了强烈的相互作用。集宁玄武岩与汉诺坝玄武岩相似的Sr、Nd、Pb同位素比值及相关性，说明它们具有相似的地幔源区，汉诺坝玄武岩的地球化学差异同样可以用EMI与PREMA组分对岩浆贡献程度的不同来解释。     

中国几个地方的石榴石二辉橄榄岩捕虏体研究

本文着重讨论福建明溪、闽清,浙江新昌,河北崇礼新生代碱性玄武岩中石榴石二辉橄榄岩捕虏体的岩石矿物学和微量元素地球化学特征,认为它们是来自软流圈地幔的样品,并提供了地幔交代作用的信息。一、岩相学福建明溪、闽清,浙江新昌,河北崇礼的石榴石二辉橄榄岩捕虏体产于新生代中新世(K-Ar年龄6.8—20.6百万年)碱性橄榄玄武岩或碧玄岩中,普遍与尖晶石二辉橄榄岩和     

鲁西中生代辉长-闪长岩中辉石岩捕虏体的岩石成因

鲁西中生代辉长-闪长岩中包含有变晶结构和堆积结构两种类型辉石岩类捕虏体,它们的矿物化学和岩石地球化学特征可同中国东部新生代玄武岩中的辉石岩类包体相对比.它们代表了上地幔两次岩浆底侵事件的产物.辉石岩类捕虏体母岩浆来自于含有陆壳物质的软流圈及其上部岩石圈地幔的部分熔融.辉石岩类捕虏体是由该母岩浆高压分离结晶堆积的产物.辉石岩的母岩浆在上地幔的运移是引起鲁西中生代岩石圈地幔富硅质交代作用的主要因素.     

伊通新生代玄武岩地球化学成分差异性研究

伊通火山群中的西尖山((21.0±0.65) Ma)和东小山玄武岩((5.46±0.32) Ma)的岩石学和地球化学研究表明,两处玄武岩均为OIB型,岩浆来源于软流圈地幔,地壳混染与结晶分异的程度微弱。西尖山火山岩为碱性橄榄玄武岩,不含地幔岩捕虏体,岩浆起源深度为70~100 km,SiO2、Al₂O₃、Na₂O含量较高,属钠质碱性岩;东小山火山岩为碧玄岩,含较多的地幔橄榄岩捕虏体,岩浆来源深度大于100 km,MgO、TiO₂、CaO、K2O含量较高,属钾质过碱性岩。岩浆来源深度的不同是造成两处玄武岩化学成分差异的主要原因。     

内蒙古阿巴嘎旗地区新生代玄武岩基本特征及成因

内蒙古阿巴嘎旗及其以北地区新生代玄武岩是更新世中心式火山活动产生的大陆溢流玄武岩,该区玄武岩以高碱、富钛、贫铝为特征,属于钠质碱性玄武岩系列.源区是软流圈上地幔,玄武岩是部分熔融和分离结晶两种作用的结果.地幔橄榄岩部分熔融产生玄武质岩浆,部分原始地幔岩浆未经变异沿构造通道直接喷出地表形成碧玄岩、碱性橄榄玄武岩;部分原始地幔岩浆在上升过程中因停顿,原始地幔岩浆发生橄榄石分离结晶作用,部分橄榄石从岩浆中析出,最终岩浆喷出地表形成橄榄拉斑玄武岩.研究该区新生代玄武岩基本特征,探讨岩浆起源和岩石产生的构造环境对认识该区岩石圈地幔和软流圈性质具有重要意义.     

兴蒙造山带北部岩石圈地幔橄榄岩氧逸度特征研究

在大兴安岭北部的诺敏和科洛地区的新生代玄武岩中发现了尖晶石相的橄榄岩包体。地幔橄榄岩中橄榄石的Mg~#说明了研究区上地幔具有部分难熔的特点。在橄榄石含量与Fo图解中,有一部分橄榄岩包体落在太古代和元古代的地幔区域,揭示了研究区的岩石圈地幔存在古老岩石圈地幔的残余。研究区方辉橄榄岩与二辉橄榄岩有显示高氧逸度值FMQ+1.95～3.01,这与一般情况下相对还原的古老岩石圈地幔的低氧逸度值形成鲜明对比,可能为古生代的古亚洲洋以及中生代的古太平洋相继俯冲到了兴蒙造山带之下,导致当时岩石圈地幔的氧化所致。在地幔包体的反应边中发现了富钾熔体(K20 1%-6%),这被认为研究区地幔经历了多期富钾流体活动,富钾流体的来源可能与俯冲再循环的壳源物质有关。     

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

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 Al_2O_3、CaO、NaO、K_2O、TiO_2,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慢普遍存在的主、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。     

北部湾涠洲岛及斜阳岛火山岩微量元素和同位素地球化学及其构造意义

本文在北部湾内一对姊妹火山岛即涠洲岛及斜阳岛火山地质研究基础上,进一步开展火山岩微量元素和Sr-Nd-Pb同位素,以及地幔橄榄岩Re-Os同位素地球化学研究.岛上早晚两期火山岩均为碱性玄武岩,分别属于碱性橄榄玄武岩和碧玄岩.碧玄岩为玻基斑状结构,舍地幔橄榄岩碎块(一般<1cm),表明为地幔岩浆快速喷出地表冷凝而成,岩浆上升过程中极少演化.火山岩微量元素和Sr-Nd-Pb同位素资料表明,涠洲岛及斜阳岛玄武岩与雷琼及北部湾周边、南海海盆玄武岩类似,具有亏损地幔的Sr、Nd同位素组成与Pb同位素显示的EMII富集地幔特征的Dupal异常,表明岩浆并非来自单一地幔源区,不可与OIB或MORB源区简单类比,也非地幔柱成因,而是由两个不同的地球化学组分混合而成.Re-OS同位素特征也指示地幔橄榄岩捕虏体来源于亏损的岩石圈地幔,而非核幔边界.推测涠洲岛及斜阳岛与雷琼及北部湾周边的岩浆可能是由于南海扩张后大陆裂解-软流圈地幔热物质上涌,与上覆薄而年轻的岩石圈地幔相互作用的产物.     

广西平南玄武岩的地球化学特征

平南碱性玄武岩产于 NE向的区域性断裂中 ,岩石类型有两类 ,一为碧玄岩 ,全岩 K- Ar年龄为 50 .8Ma,含各类包体 ,有以下特征 :1)含地幔岩包体 ,2 ) [Mg]=0 .78,3)在 Fe O/mol- Mgo/mol图解上液相线橄榄石的成分位于 Fo90～ Fo94之间 ,与橄榄岩包体中的橄榄石成分完全一致。4 ) Ni=0 .0 4 ( % ) <0 .0 5( % ) ,5)其熔浆密度为 2 .62 g/cm3,粘度为 2 .52 Pa· s,携带 4 cm直径包体上升的速度为 37.7cm/s,上升的速度较快 ,具原生碧玄岩浆的特点 ,岩浆液相线的温度为12 86℃ ,起源压力为 1.8GPa,玄武岩富集轻稀土可能与地幔性质有关。一为粗面玄武岩 ,不含包体 ,全岩 K- Ar年龄为 4 9.9Ma,岩浆液相线的温度为 1162℃ ,是进化岩浆。玄武岩的 Nd、Sr同位素显示为亏损地幔源区。它们都是大陆拉张环境下的产物 ,与中国东部新生代玄武岩的形成背景一致。     

盐津地区峨眉山玄武岩地球化学特征及成因分析

峨眉山火成岩省东部盐津地区玄武岩的岩石地球化学分析结果表明,盐津玄武岩w(SiO2)为47.97%~52.33%,w(Na2O+K2O)为3.35%~6.57%,Ti/Y值为496.29~567.80,w(TiO2)为3.60%~4.14%,属于钙碱性高钛玄武岩(HT)。岩石LREE/HREE值为7.34~7.88,轻稀土元素富集,分馏程度高,总体亏损Ba,K,Sr,P。高场强元素Nb/U比值为26.39,Ce/Y-Sm/Y和Th/Nb-Ce/Nb等比值均呈明显正相关系,表明盐津地区峨眉山玄武岩受到了明显地壳混染作用。Nb-Nb/Y和La-La/Sm图解中样品投点呈倾斜直线,表明盐津玄武岩岩浆受分离结晶作用影响较弱,δEu值为0.86~0.93,CaO/Al2O3与Mg#无明显相关关系,以及镜下观察均表明仅有少量斜长石、单斜辉石的分离结晶。盐津玄武岩与盐源和越西等地高钛玄武岩地球化学特征相似,具地幔柱成因特征,岩浆可能起源于富集地幔。分配系数相近的强不相容元素Ce/Sm比值为25.50,La/Yb-Sm/Yb图解中样品靠近石榴石尖晶石二辉橄榄岩区域,表明岩浆源区为石榴石尖晶石二辉橄榄岩。     

IMPACT BRECCIAS AND IMPACTITES OF THE KARA AND UST'-KARA ASTROBLEMES

Seventeen upper-mantle ultramafic xenoliths from the Lower Quaternary Tal Khodr Imtan cinder cone in southern Syria have revealed a dominant protogranular texture of nine spinel lherzolites, two spinel harzburgites, four spinel dunites, one spinel olivine websterite, and one spinel clinopyroxenite. The lherzolites, harzburgites, and dunites contain Cr-diopside and brown-red picotite, with a basanitic host rock; the websterite and clinopyroxenite contain Ti-Al-augite and Cr-hercynite. A lherzolite to dunite depletion trend is shown in the abundance of intermediate- and lightrare-earth elements (IREE and LREE) and from analytical data of dunitic olivine, with Ca, Al, Fe, Cr, and Si being the most depleted elements. The depletion probably resulted from successive partial melting. The scoriaceous basanite shows enrichments in REE and trace elements from a plume; the basanitic coating (around ultramafic xenoliths) increases in Mg/Mg+Fe⁺² and concentrations of Al₂O₃, TiO₂, and Na₂O by contamination from peridotitic olivine, and also from eclogite-gabbro and nephelinite near the bottom of the rifted crust.

Differences in the REE and trace-element concentrations among the peridotite xenoliths, the basanite host rock, and websterite indicate at least three different depths for their parent sources. The ultramafic inclusions in the basanitic host rock, as well as xenoliths in a carbonatite dike, suggest a deeper source for the carbonatite magma. At least part of the enrichment of the plume probably was accomplished by the subducted Tethys oceanic crust, suboceanic litho-sphere, and eclogite-gabbro. The thick plateau basalt in southern Syria indicates heavy and deep fracturing, and the extrusions of successive magmas from the upper mantle created a stretching and thinning in the continental crust. The proximity of this plateau basalt area to the Dead Sea-Jordan River Valley Rift, together with the source of the ultramafic xenoliths, points to a possible close relationship between the Red Sea Rift and the fracturing (offshoot rifting) in southern Syria.     

新甘交界红柳河地区下二叠统玄武岩地球化学特征及其形成的构造背景

红柳河地区下二叠统拉斑玄武岩,主要表现为低Mg和全碱(Na2O+K2O)以及高Fe和Ti的特征,微量元素Rb,K,Sr和Ba等大离子亲石元素富集,轻稀土元素(LREE)相对富集。La／Yb=10．61—16．87,Th/Ta=1．03—1．99,Fe/Ti=5．30—6．39,Ti／P=5．61—7．30,Ti/Zr=38．83～46．30;Zr=(254～328)×10^-6,Zr／Y=5—10,Y／Nb=1．52—2．45。这些地球化学特征表明它们主要为板内玄武岩,其岩浆主要源于亏损地幔(DM)和富集地幔(EM)组分的混合,其中富集地幔(EM)为主要端元,且部分熔融程度低,受很低的地壳混染作用。     

塔河地区海西晚期火山岩地球化学特征及地质意义

通过岩心观察,塔河地区海西晚期先后发育基性火山岩和中酸性火山岩两大类。两类火山岩具有不同地球化学组成:基性火山岩K2O+Na2O=3.49%~4.25%,K2O/Na2O=0.18~0.381,为钠质系列玄武岩,富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Th和高场强元素Nb、Ta、Ti、Zr、P,δEu≈1,无明显亏损;中酸性火山岩表现为高场强元素Nb、Ta、Sr、P、Ti亏损,大离子亲石元素K、Rb、Ba、Th较为富集,稀土元素δEu=0.43~0.661,铕具明显负异常特征,K2O+Na2O=6.86%~8.82%,K2O/Na2O=1.25~1.591,为钾玄或高钾钙碱性系列英安岩。强不相容元素Th/Ta、Nb/U比值说明,玄武岩与英安岩成因没有明显亲缘性,玄武岩来源于地幔,英安岩来源于地壳。结合邻区火成岩对比分析,塔河地区发育的玄武岩、英安岩分别与塔中地区玄武岩和南天山分区花岗岩具有相同的地球化学特征,构造判别图解表明,玄武岩形成于板内主裂陷期,英安岩、花岗岩形成于板块边缘岛弧构造环境,作为特殊古构造位置,塔河地区先后发育的玄武岩、英安岩为板内主裂陷盆地边缘和弧火山边缘相互耦合的产物。     

大兴安岭绰尔河流域玄武岩地球化学特征及地质意义

大兴安岭绰尔河流域沿河谷分布有大量的沿北西向展布的上更新统大黑沟组玄武岩,控制厚度大于20 m,本次工作针对该地区玄武岩进行岩石地球化学研究.结果表明,该地区的玄武岩主要为气孔橄榄玄武岩和橄榄玄武岩,w(SiO2)为47.14％～49.84％,铝质量分数为10.64％～12.75％,钙、镁质量分数分别为8.91％～10...     

Variation in mantle lithology and composition beneath the Ngao Bilta volcano,Adamawa Massif,Cameroon volcanic line,West-central Africa

Mantle peridotites entrained as xenoliths in the lavas of Ngao Bilta in the eastern branch of the continental Cameroon Line were examined to constrain mantle processes and the origin and nature of melts that have modified the upper mantle beneath the Cameroon Line.The xenoliths consist mainly of lherzolite with subordinate harzburgite and dunite.They commonly contain olivine,orthopyroxene,clinopyroxene and spinel although the dunite is spinel-free.Amphibole is an essential constituent in the lherzolites.Mineral chemistry differs between the three types of peridotite:olivines have usual mantle-like Mg#of around 90 in lherzolites,but follow a trend of decreasing Mg#(to 82)and NiO(to 0.06 wt.%)that is continuous in the dunites.Lherzolites also contain orthopyroxenes and/or clinopyroxenes with low-Mg#,indicating a reaction that removes Opx and introduces Cpx,olivine,amphibole and spinel.This is attributed to reaction with a silica-undersaturated silicate melt such as nephelinite or basanite,which originated as a low-degree melt from a depleted source as indicated by low Al2O3 and Na2O in Cpx and high Na2O/K2O in amphibole.Thermobarometric estimates place the xenoliths at pressures of 11–15 kbar(35–50 km)and temperatures of 863–957
C,along a dynamic rift geotherm and shallower than the region where carbonate melts may occur.The melt/rock reactions exhibited by the Ngao Bilta xenoliths are consistent with their peripheral position in the eastern branch of the Cameroon Volcanic Line in an area of thinned crust and lithosphere beneath the Adamawa Uplift.     

云南马关含橄榄岩捕虏体的玄武岩和煌斑岩

岩体地质简述马关县南部已发现的4个玄武岩火山颈和12条煌斑岩岩脉都分布在木厂一老厂一带。区内主要发育泥盆纪地层,大地构造位置在华南台块滇桂台向斜的西南角。褶皱平缓,主要是一些成北东走向长度不过几公里的短轴背斜和短轴向斜。沿褶皱走向常有一些断裂,顺着这些断裂有许多辉长辉绿岩小侵入体。蒿子坝火山颈位于老厂篙子坝村北约二百米处,是群峦丛中一个低低的小峰,呈椭圆锥状,高出地面不过二、三十米,其根部水平截面长径为近东西方向,长85米,短径60米(图1)。火山颈由两个岩相组成:中央相是由玄武岩胶结的火山角砾岩;边缘相是含橄榄岩捕虏体的玄武岩,岩相宽度不过几米。煌斑岩岩脉多牛夹在沉积岩岩层间,其产状好象岩床。猫耳岩"岩床"位于木厂节节坡村南一里许,岩体出露在猫耳岩峭壁的根部,厚2-3米,长128米(图2)。     

海南岛陆缘扩张带形成及新生代岩石圈动力学机制:来自幔源包体的地球化学证据

海南岛陆缘扩张带蓬莱地区新生代玄武岩中捕获大量尖晶石二辉橄榄岩和方辉橄榄岩幔源包体。激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析结果表明,蓬莱地幔橄榄岩含有三种不同地球化学特征的单斜辉石(Cpx):(1)a类单斜辉石Mg~#=92.3~93.4,来自富集Cpx的二辉橄榄岩,具有极低的LREE和不相容元素含量,HREE平坦,Th、U、La、Sr正异常,经历了7%~10%的尖晶石相部分熔融,仅受到极低程度强不相容元素(Th、U、La、Sr)初期富集交代作用;(2)b类单斜辉石Mg~#=89.9~90.3,来自较富集Cpx的二辉橄榄岩,具有中等的LREE和LILE含量,HREE平坦,微量元素蛛网图上显示Th、U正异常,Rb、Ba、Nb、Ta、Sr、Ti负异常,经历4%~5%的尖晶石相部分熔融,可能受到了含LREE和Th、U等不相容元素的硅酸盐熔体交代;(3)c类单斜辉石Mg~#=91.4~92.8,来自贫Cpx的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩,具有富集的LREE和LILE含量,HREE弱分异,微量元素蛛网图上显示Th、U正异常及强烈的Nb、Ta、Ti负异常,经历了8%~20%的尖晶石相部分熔融,其交代熔体可能是来自源区有石榴子石残留的碳酸盐熔体。全岩主、微量元素及模拟计算结果表明,这些幔源包体的主量元素主要受部分熔融程度影响,并且方辉橄榄岩经历的部分熔融程度大于二辉橄榄岩。地幔橄榄岩的Sr-Nd同位素组成表明该区具有MORB-OIB型亏损地幔特征。此外,蓬莱部分地幔橄榄岩包体显示正斜率的HREE分异特征((Gd/Yb)_N=0.4~0.7),暗示该区地幔经历了源自石榴子石稳定区的变压熔融,总体熔融程度为18%以上,指示了较高的地幔潜能温度。综合前人对海南岛新生代玄武岩最新研究成果,我们认为海南地幔柱可能为该区软流圈地幔置换古老岩石圈地幔提供了热源,导致了区域岩石圈地幔的破坏,从而引起包括地幔柱本身、软流圈和富集岩石圈的熔融。岩石圈地幔性质的改变和不均一性可能是海南岛陆缘扩张带新生代岩石圈减薄的主要动力学机制。     

Mantle metasomatism and magma formation in continental lithosphere: Data on xenoliths in alkali basalts from the Makhtesh Ramon,Negev desert,Israel

Mantle xenoliths (lherzolites, clinopyroxene dunites, wehrlites, and clinopyroxenites) in the Early Cretaceous volcanic rocks of Makhtesh Ramon (alkali olivine basalts, basanites, and nephelinites) represent metasomatized mantle, which served as a source of basaltic melts. The xenoliths bear signs of partial melting and previous metasomatic transformations. The latter include the replacement of orthopyroxene by clinopyroxene in the lherzolites and, respectively, the wide development of wehrlites and olivine clinopyoroxenites. Metasomatic alteration of the peridotites is accompanied by a sharp decrease in Mg, Cr, and Ni, and increase of Ti, Al, Ca contents and ³⁺Fe/²⁺Fe ratio, as well as the growth of trace V, Sc, Zr, Nb, and Y contents. The compositional features of the rocks such as the growth of ³⁺Fe/²⁺Fe and the wide development of Ti-magnetite in combination with the complete absence of sulfides indicate the high oxygen fugacity during metasomatism and the low sulfur concentration, which is a distinctive signature of fluid mode during formation of the Makhtesh Ramon alkali basaltic magma. Partial melting of peridotites and clinopyroxenites is accompanied by the formation of basanite or alkali basaltic melt. Clino- and orthopyroxenes are subjected to melting. The crystallization products of melt preserved in the mantle rock are localized in the interstices and consist mainly of fine-grained clinopyroxene, which together with Ti-magnetite, ilmenite, amphibole, rhenite, feldspar, and nepheline, is cemented by glass corresponding to quartz–orthopyroxene, olivine–orthopyroxene, quartz–feldspar, or nepheline–feldspar mixtures of the corresponding normative minerals. The mineral assemblages of xenoliths correspond to high temperatures. The high-Al and high-Ti clinopyroxene, calcium olivine, feldspar, and feldspathoids, amphibole, Ti-magnetite, and ilmenite are formed at 900–1000°. The study of melt and fluid inclusions in minerals from xenoliths indicate liquidus temperatures of 1200–1250°C, solidus temperatures of 1000–1100°C, and pressure of 5.9–9.5 kbar. Based on the amphibole–plagioclase barometer, amphibole and coexisting plagioclase were crystallized in clinopyroxenites at 6.5–7.0 kbar.