华北克拉通阴山地块晚太古代朱拉沟高镁闪长岩的成因研究

The genesis of Archean high-Mg diorites and/or sanukitoids has significances for understanding the Archean mantle-crust interaction and tectonic styles. However, their petrogenesis is still open for debate. Previous studies are lack of the work on the geochemical effect of the associated mafic enclaves. This project plans to focus on the petrogenesis of late Archean ZLG high-Mg diorites and mafic enclaves in the North China Craton. A comprehensive study of the field observations, mineral chemistry, major and trace elements and zircon U–Pb dating will be carried out to evaluate the geochemistry behavior during the interactions between high-Mg diorites and mafic enclaves. Sm–Nd and Li–B of the whole rocks, combined with Lu–Hf, O and Li isotopes of zircons will be used to define the source of magma. This project will provide new insights into the petrogenesis of late Archean ZLG high-Mg diorites and geodynamic setting in the North China Craton.

太古宙高镁闪长岩是认识地球早前寒武纪壳-幔相互作用及太古宙构造环境的重要研究对象。然而，有关高镁闪长岩的成因一直存在不同认识。前人的研究主要局限在太古宙高镁闪长岩本身，很少述及岩体中镁铁质包体对高镁闪长岩成因的指示意义及其地球化学影响。本项目选择华北克拉通阴山地块朱拉沟地区晚太古代富含镁铁质包体的高镁闪长岩为研究对象，通过细致的野外调查、矿物和全岩主微量元素地球化学及年代学研究，揭示高镁闪长岩及包体之间相互作用过程中全岩主微量元素变化、矿物微量元素变化的规律。在已有工作基础上，进一步展开全岩Sm–Nd、Li–B同位素和锆石Lu–Hf、O和Li同位素研究，准确地限定高镁闪长岩的源区特征。拟通过上述研究，揭示阴山地块晚太古代朱拉沟高镁闪长岩的成因及地球动力学背景。

通过对阴山地块晚太古代高镁花岗闪长岩及内部的橄榄岩捕虏体的矿物化学、锆石U-Pb年代学和Hf-O同位素、矿物Rb-Sr等时线、全岩/单矿物的Li-B同位素分析，详细解析高镁花岗闪长岩及捕虏体的成因。项目取得的重要成果如下：（1）首次在阴山地块识别出高δ18O高镁花岗闪长岩，提出高镁花岗闪长岩来自低温蚀变的含水玄武岩部分熔融，而非交代地幔部分熔融形成。晚太古代朱拉沟花岗闪长岩记录的异常高的δ18O值（9.0±0.4 ‰），说明至少在2.52 Ga以前地球上已经存在强烈的地表物质再循环作用；（2）高镁花岗闪长岩中的橄榄岩捕虏体及内部的橄榄石-斜方辉石-角闪石均记录了重δ7Li值（>+12 ‰），重Li特征与2.50 Ga的一期交代作用有关。橄榄岩的重δ7Li和轻δ11B的同位素特征，为晚太古代俯冲洋壳及沉积物再循环提供了重要的岩石学证据，说明局部的俯冲作用至少始于2.50 Ga以前。本项目的研究成果对早期地表物质再循环及俯冲作用的同位素鉴别标志具有重要意义，并在国际权威期刊Geochimica et Cosmochimica Acta和Journal of Petrology上发表英文SCI论文2篇。