华北克拉通破坏中的地幔熔(流)体性质和作用

围绕华北克拉通破坏的深部作用过程及其地幔响应的总体研究目标，采用LA-ICP-MS、LA-MC-ICP-MS及Micromill-TIMS/MC-ICPMS等现代仪器分析手段，以地幔包体组成矿物、高压巨晶、地幔矿物捕虏晶、岩浆结晶斑晶中单个熔融包裹体元素和同位素组成为研究重点，结合对这些矿物系统的微区原位微量元素剖面分析，并配套进行Sr-Pb(-Nd)同位素组成变化研究，将岩石样品的整体岩石学与地球化学特征和矿物微区及包裹体的微观地球化学变化有机联系，研究与华北克拉通破坏有关的地幔熔/流体的性质、来源和分布，为探讨克拉通破坏机制、了解不同机制之间的联系提供约束和证据，并示踪克拉通破坏作用的深部地幔响应及其对后续幔源岩浆的影响。

本项目按照研究计划正常进行，大部分工作已经取得了重要阶段性成果，并发表了研究论文（目前共发表论文23篇，其中SCI论文19篇），部分工作仍旧在继续进行中。目前取得的重要研究成果包括，（1）建立了利用LA-ICP-MS通过无内标法准确分析碳酸盐矿物中主、微量元素的方法，并应用于对地幔包体中的碳酸盐岩包裹体的研究（2）建立了利用LA-ICP-MS对单个熔体包裹体的微量元素分析方法，并应用于对四合屯玄武岩中熔体包裹体的研究，结果表明这些玄武岩母岩浆组成较均一，可能来自橄榄岩+高硅熔体反应形成的辉石岩的部分熔融作用；（3）建立了单斜辉石微区原位Sr-Li同位素分析方法，并应用于对宽甸和栖霞玄武岩中橄榄岩包体的研究，揭示了太平洋板块俯冲引起的华北克拉通东部岩石圈地幔的多期次、多类型改造作用；（4）通过对华北克拉通中央造山带晚第三纪汉诺坝玄武岩中罕见的单斜辉石巨晶的研究，发现了石榴石、斜方辉石多期出熔现象，结合微区原位Sr同位素和微量元素分析结果，指示了华北克拉通北缘与古亚洲洋壳俯冲有关的地壳加厚和再循环作用；（5）对汉诺坝玄武岩捕获的含石榴石/尖晶石辉石岩脉体的地幔橄榄岩-辉石岩复合包体的研究，表明它们是硅质熔体与二辉橄榄岩反应的产物；在辉石岩脉体中发现的具有大陆地壳属性的前寒武纪锆石和幔源中、新生代年龄锆石，指示了华北克拉通北缘古亚洲洋壳俯冲引起的地壳物质再循环和多期地幔熔体改造作用；（6）通过对汉诺坝富石榴石麻粒岩包体的研究，指出华北克拉通下地壳发生的中生代底侵作用中的底侵熔体可能主体来自俯冲或拆沉的古老玄武岩层，或者来自受到拆沉下地壳榴辉岩熔体不同程度混染的太古代岩石圈地幔，而不仅仅是正常的地幔玄武岩熔体；（7）对位于内蒙古-大兴安岭造山带林西地区的三叠纪高Mg埃达克质安山岩进行的系统研究，揭示了俯冲进入地幔的、携带有来自华北克拉通的沉积物的古亚洲洋壳物质的部分熔融作用及地幔橄榄岩混染作用，表明如果洋壳俯冲至老的、冷的克拉通之下，那么与俯冲有关的部分熔融作用可能会滞后。