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广州地化所发现华北克拉通新生代玄武岩成因及深部动力学机制

广州地化所发现华北克拉通新生代玄武岩成因及深部动力学机制

  克拉通是地球表层重要组成部分,约占陆地面积的50%。其作为地球上相对稳定的构造单元,主要形成于前寒武纪。克拉通具有厚度较大、密度和热流值较低的特点,因而“漂浮”于软流圈地幔之上而不易遭受破坏。华北克拉通自18亿年前形成后至中生代一直保持相对稳定的状态,然而自中生代以来其发生了大规模的构造变形和岩浆活动,致使克拉通遭受了强烈的破坏。对有关古老克拉通岩石圈稳定性的经典理论提出了挑战。因而,揭示克拉通破坏的原因-深部动力学机制,是地学界的一个重大科学问题。

  华北克拉通广泛发育新生代玄武岩。尽管前人对这些玄武岩做了大量的研究,但对其地幔源区性质及其成因、深部动力学机制仍存在激烈争论。

  中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室的硕士生钱生平(现博士1年级)在研究员任钟元的指导下,对汉诺坝新生代玄武岩橄榄石斑晶中的熔体包裹体的化学和Pb同位素组成进行了深入的研究。结果表明汉诺坝玄武岩幸运28的地幔源区存在富集的EM1型地幔组分,其组分的来源与再循环古老洋壳和沉积物有关。另外汉诺坝玄武岩源区还存在FOZO组分(一般认为FOZO组分来自下地幔物质)。地球物理资料显示在华北克拉通中部下方存在从下地幔到上地幔的低速异常,可能指示了一个从下地幔上升的地幔柱(An et al., 2009; Lei et al., 2013)。根据汉诺坝地幔源区存在EM1FOZO组分,以及华北克拉通新生代玄武岩中发现高Fo的橄榄石橄榄石的Fo*为橄榄石中镁橄榄石的摩尔百分数。Fo=Mg/(Mg+Fe)*100%,其中MgFe为橄榄石中MgFe离子数,结合前人地球物理的研究结果,研究人员认为汉诺坝玄武岩以及华北克拉通其他地区的新生代玄武岩的成因与地幔柱活动有关。

  研究成果已发表在国际地球化学期刊Chemical geology上,文献信息如下:

  Qian Sheng-Ping, Ren Zhong-Yuan*, Zhang Le, Hong Lu-Bing, Liu Jian-Qiang, 2015. Chemical and Pb isotope composition of olivine-hosted melt inclusions from the Hannuoba basalts, North China Craton: Implications for petrogenesis and mantle source. Chemical geology 401, 111-125)。  

  文章链接

 

汉诺坝玄武岩(碱性和拉斑玄武岩)和玄武岩中的熔体包裹体的原位Pb同位素组成 

 

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