利用鲁西地幔捕虏体中流体包裹体限定流体/熔体在岩石圈减薄过程的作用

华北克拉通东部在显生宙经历了大规模的岩石圈减薄事件，并伴随着壳-幔相互作用和岩石圈-软流圈相互作用。地幔流体/熔体在此过程中起到至关重要的作用，是研究地幔岩石圈演化的重要课题之一。流体和熔体包裹体是了解地幔流体/熔体性质的最直接的研究对象。华北克拉通东部地幔流体/熔体性质及演化过程至今还存在很多争议，限制了对对岩石圈减薄事件的深入了解。本申请拟选择位于岩石圈减薄强烈的华北克拉通东部的昌乐－临朐火山岩区，对地幔捕虏体中原生流体和熔体包裹体开展显微测温学、单个包裹体化学成分（主量和微量元素）分析研究，来确定地幔流体/熔体的性质和化学组分及在岩石圈演化过程中的作用。同时探讨元素在矿物和流体、熔体不同相之间的分配系数，了解元素在矿物、熔体、流体不同相态的迁移、分配机制和化学分异过程。

流体和熔体包裹体在认识和了解地幔流体性质、地幔交代、部分熔融、岩浆不混溶及岩石成因等地质作用过程方面具有独特的优势。项目以山东临朐新生代玄武岩携带的地幔捕掳体中的流体和熔体包裹体为研究对象，开展了显微测温和激光拉曼分析，并探讨其在地幔交代和岩石圈演化中的作用。同时，本项目选取莱芜杨庄玄武岩橄榄石斑晶中的熔体包裹体为对象，开展了高温显微测温，电子探针（EMPA）和激光剥蚀等离子体质谱（LA-ICP-MS）分析，以期了解玄武质岩浆熔体包裹体捕获方式、发育特征、化学组分、及其与寄主熔岩之间的关系。通过研究得到以下主要认识：.山东临朐乔山地幔捕虏体中发育有各类流体(熔体)包裹体：早期富CO2流体包裹体和碳酸盐熔体包裹体，晚期富CO2流体包裹体和硅酸盐熔体包裹体。其中早期富CO2流体包裹体多为高密度纯CO2流体包裹体，部分含有石墨、CO、N2、菱镁矿等多种杂质。两期流体包裹体的最小捕获压力分别为1.42 GPa和0.80 GPa。该地区碳酸盐熔体包裹体的形成可能与CO2流体和橄榄石、单斜辉石之间的反应有关。富CO2流体包裹体中杂质组分的多样性表明橄榄岩曾经经历与流体/熔体灌入有关的氧化还原反应。说明该区陆下岩石圈地幔曾经被软流圈来源的富CO2流体/熔体所改造。.山东莱芜杨庄玄武岩橄榄石中的熔体包裹体具玄武质、粗面玄武质、玄武粗面质组分，富集大离子亲石元素元素Ba、K、P、Sr和高场强元素Nb、Ta，亏损Pb、Ti、Y等元素，且包裹体组分具有比寄主全岩更广的变化范围特点。熔体包裹体的La/Yb-Nb/Yb关系说明，杨庄玄武岩由石榴子石二辉橄榄岩不同程部分熔融形成，且源区可能有榴辉岩残留。Pb的负异常及P的正异常表明形成过程中地壳混染不明显。研究同时还表明结晶分异作用以橄榄石的结晶作用为主。杨庄玄武岩目前显示出的均一的全岩组分，可能缘于原先不同程度部分熔融产生的熔体在喷出地表之前发生过混合均一作用。.同时，在开展本项目研究过程中，还对橄榄岩蛇纹石化过程对俯冲流体及成矿作用的影响进行了探索性的研究，获得了部分非常有意义的研究数据和结果。