论文部分内容阅读
本文对华北东部昌乐-临朐火山岩所携带的单斜辉石巨晶和地幔捕掳体进行了系统的岩石学、矿物化学、微量元素和稀有气体同位素研究，旨在为华北东部岩石圈地幔的演化提供稀有气体方面的依据。本文中的辉石巨晶为A1-普通辉石(Mg#:～74)和透辉石巨晶(Mg#:～82)，具有上凸型的富集中稀土的稀土元素配分模式;辉石岩为二辉石岩，含～50％的斜方辉石(Mg#88.5)，～45％的单斜辉石(Mg#90.1)和＜5％的尖晶石(Cr#10.8)，稀土元素经球粒陨石标准化后主要表现为LREE亏损，HREE富集，具有典型的MORB型配分方式。橄榄岩有三种，纯橄岩，二辉橄榄岩和异剥橄榄岩。纯橄岩含有～90％的橄榄石(Fo88.3和88.9)和少量尖晶石(Cr#35.7和34.6)，其中橄榄石颗粒表面多裂隙。二辉橄榄岩主要为残碎斑结构和细粒变晶结构，其中橄榄石的Fo为87.8-90.9，斜方辉石的Mg#为88.5-91.4，单斜辉石的Mg#为88.4-92.0。二辉橄榄岩的单斜辉石普遍具有筛状结构/熔体囊，二辉橄榄岩的稀土配分模式普遍表现为LREE相对于HREE富集，而部分熔融程度和熔体交代规模不同导致富集程度不同。异剥橄榄岩中的单斜辉石普遍具有筛状结构，是橄榄岩与熔体反应的结果，其中的橄榄石的Fo为82.2-87.3，单斜辉石的Mg#为84.1-88.5。上凸型的稀土元素配分模式表明经历了强烈的熔体交代作用。并且该地区较高的Ti/Eu值(2744-18719)和较低的(La/Yb)N表现出较强的硅酸盐熔体交代作用。 稀有气体同位素研究结果显示，与寄主玄武岩有成因联系的单斜辉石巨晶、二辉石岩和纯橄岩都具有比MORB略低的He同位素组成(分别为7.0-7.7Ra，7.4Ra和7.0-7.7Ra)和接近大气特征的Ne、Ar同位素比值;来自岩石圈地幔碎片的二辉橄榄岩和异剥橄榄岩的橄榄石也具有同样特征的He(7.0-7.6Ra)、Ne和Ar同位素组成，并且与部分熔融程度无关，指示来自地壳衍生熔体的交代软流圈地幔形成新生的岩石圈地幔，而二辉橄榄岩和异剥橄榄岩中单斜辉石和斜方辉石却具有较低的He含量和3He/4He比值(2.3-7.1Ra)。结合样品的岩石学及前人对该区的Sr-Nd-Pb同位素、O同位素、微量元素及Mg同位素的研究表明华北克拉通之下新生代地幔的熔体可能来自于太平洋板块的俯冲，并且低He含量和低3He/4He、4He/40Ar*比值可能是由于熔体交代中He丢失造成的。