华北中生代地幔橄榄岩捕虏体的Li同位素特征

本项目以华北克拉通典型地区晚中生代玄武岩携带的地幔橄榄岩捕虏体和矿物捕虏晶为研究对象，采用我国最新引进的Camerca离子探针原位分析技术，通过对这些地幔橄榄岩捕虏体和矿物捕虏晶的原位Li含量和Li同位素的系统分析，并结合详细的岩石学和传统同位素地球化学研究，来探讨华北中生代岩石圈地幔的组成转变过程、橄榄岩与熔体相互作用及其机理、以及参与反应的熔体的性质和来源。从而为我国华北岩石圈的破坏和减薄过程提供Li同位素地球化学制约。

项目圆满完成了预定各项总目标，并对华北克拉通下地壳和岩石圈地幔的破坏和改造进行了详细研究。在该项目和其他项目的联合资助下发表国际SCI论文10篇。主要学术成果：①发现地幔橄榄岩的矿物内部、不同矿物间以及不同样品间存在明显的Li含量和Li同位素的不均匀现象。同时发现经过碳酸盐熔体强烈交代的地幔橄榄岩中矿物具有极高的Li含量。并且橄榄石比共存的辉石具有更低的Li同位素组成。这说明Li同位素分馏强烈依赖交代介质的组成，碱性熔体具有极高的Li含量但却具有类似地幔的Li同位素组成，这就造成6Li进入橄榄石中多，而7Li进入辉石的多。这一过程与硅酸盐熔体交代造成的地幔橄榄岩中Li含量和Li同位素组成不同。这些结果说明地幔橄榄岩矿物中的Li含量和Li同位素组成能够用来区分地幔橄榄岩是否遭受过硅酸盐熔体还是碳酸盐熔体的交代；②发现华北下地壳普遍形成于太古代；18-20亿年是华北克拉通化后下地壳经历的首次重要的演化阶段；③揭示华北太古代下地壳普遍遭受过显生宙岩浆底侵作用的改造，正如华北太古代岩石圈地幔普遍遭受过橄榄岩-熔体相互作用的改造一样，即华北克拉通的破坏不仅表现为岩石圈的减薄，而且岩石圈地幔和下地壳都发生了显著的改造和破坏；④证明橄榄岩-熔体相互作用能够造成地幔橄榄岩PGE和Re-Os体系的变化，特别是当S不饱和的熔体与橄榄岩反应时会分解橄榄岩中金属硫化物，即PGE和Os会随着硫化物的分解进入熔体，并随残余熔体被带走，造成反应后橄榄岩中PGE和Os的降低；⑤首次发现幔源捕虏体中存在假蓝宝石，P-T计算显示单斜辉石+尖晶石+假蓝宝石主要出现在8-15 kbar和800-900 °C的区域内，是由熔体和橄榄岩反应形成的。