地质地球所研究提出新的高镁闪长岩成因模式

2010-7-14 00:00 来源: 地质与地球物理研究所
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  高镁闪长岩的成因在国际上主要有三种模式:(1)富集地幔部分熔融(用来解释如新生代日本Setouchi岛以及许多太古代绿岩带中的sanukitoid的成因);(2)俯冲板片熔体与地幔楔发生反应;(3)加厚下地壳(榴辉岩相)发生拆沉和部分熔融,所产生熔体在上升过程中与地幔发生反应。我国华北中生代的高镁闪长岩具有埃达克岩石的典型元素地球化学特征(如高Sr低Y等),可能是基性岩石在较高压力下部分熔融的产物;其中经常发育地幔橄榄岩捕虏体,因此被认为是华北板块东部在中生代发生下地壳加厚和拆沉的有力证据。华北板块东部是否曾经存在加厚下地壳的拆沉?这是揭示华北克拉通如何破坏的关键科学问题之一。

  中科院地质与地球物理研究所固体矿产资源研究室陆缘演化与流体成矿学科组钱青副研究员与澳大利亚国立大学的合作者J. Hermann博士通过对华北中部邯郸-邢台(邯邢)地区早白垩世(130 Ma)的闪长岩进行细致的岩石学和地球化学研究,发现:(1)其初始岩浆为中酸性,成分与同期的二长闪长岩相似,应该来自古老下地壳的部分熔融;(2)高镁闪长岩由地幔橄榄岩与中酸性岩浆的反应形成,其中单斜辉石和角闪石正、反环带的成分变化记录了岩浆演化和反应的详细过程;(3)结合角闪石压力计,估算出岩浆与地幔岩反应的最大深度不超过20公里(中-上地壳深度),说明不是形成于拆沉作用。

  他们提出了一个新的高镁闪长岩的成因模式:即中酸性岩浆在地壳深度与地幔橄榄岩发生反应,形成高镁闪长质岩浆。这一成因模式有可能适用于其它一些具类似地球化学特征的高镁埃达克岩及sanukitoids,对深入理解太古代晚期地壳演化有所裨益。该研究结果还表明,这些高镁闪长岩中的地幔橄榄岩包体不能代表中生代的岩石圈地幔,它们可能来自古老造山带。

        这一研究成果发表在2010年7月出版的国际著名地学刊物Journal of Petrology(《岩石学杂志》)(Qian Q & Hermann J. 2010. Formation of high-Mg diorites through assimilation of peridotite by monzodiorite magma at crustal depths. Journal of Petrology, 51 (7): 1381-1416)。