鲁西新太古代科马提岩的成因研究

大陆增生与演化、早期地幔的组成和性质是前寒武纪研究中的重要内容，太古宙地幔的热状态是研究早期历史的核心问题之一，而科马提岩是研究早期热状态最直接的样品。科马提岩是一种MgO含量大于18%、具有鬣刺结构的超镁铁质火山岩，大多产出于太古宙绿岩带中，是太古代绿岩带的重要标志之一，普遍认为是地幔柱高度熔融的产物。鲁西地区保存了迄今为止中国最为典型的科马提岩，对此类超镁铁质岩及其伴生的科马提质玄武岩的系统的矿物学、岩石学、地球化学及铂族元素研究，特别是采用高精度的Re-Os同位素体系对科马提岩准确定年和示踪，对于确定鲁西科马提岩形成的准确时代、探讨源区的性质，恢复华北克拉通早期的热状态、了解早期地幔的性质及地壳演化都具有重要的科学意义。

本项目依照项目申请书，在过去的三年中对鲁西科马提岩及其伴生岩石做了全面系统的岩相学、主量、微量元素、铂族元素、Sr—Nd示踪、角闪石Ar-Ar定年方面的综合研究，圆满完成了设计要求。所取得的主要认识如下：（1）鲁西科马提岩铂族元素在球粒陨石标准化图解上显示正斜率，与世界典型科马提岩地区加拿大安大略和波罗的地盾科马提岩的分布型式类似，有别于地幔包体或一般蛇绿岩型超镁铁岩中的“负斜率”型或“平坦”型；鲁西科马提岩的铂族元素鲁西蒙阴科马提岩的斜率和铂族元素总量比世界典型地区科马提岩偏低，反映了新太古代时期华北克拉通地幔源区亏损PGE尤其是PPGE的性质,模拟结果显示当地幔高程度部分熔融（F=40%）时，铂族元素结果与分析一致（2）科马提质玄武岩中的角闪石的Ar-Ar结果分为三组：2229.1±7.7～2246±12Ma；2388.1±9.8～2393.3±9.8Ma；2403±13～2424±14Ma，反映了3期主要的变质事件. 研究可能暗示暗示科马提岩的至少在2424Ma已经以在地幔柱环境下喷发。