堿性巖通常形成于伸展環(huán)境,具有富堿和不相容元素等地球化學(xué)特征,來源于深部富集地幔,是探索地幔交代和深部地球動力學(xué)的“巖石探針”。堿性巖在成巖過程中經(jīng)歷了復(fù)雜的巖漿演化過程(如結(jié)晶分異、地殼混染、自交代或者后期蝕變等過程),很難反演其原始巖漿成分,因此,通過全巖地球化學(xué)和同位素組成很難示蹤地幔源區(qū)性質(zhì)和交代過程。 在上述背景下,中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理學(xué)習(xí)所巖石圈演化國家重點實驗室博士朱昱升、學(xué)習(xí)員楊進輝和副學(xué)習(xí)員王浩等人選取華北克拉通北緣三疊紀賽馬和河坎子堿性雜巖體作為學(xué)習(xí)對象(圖1),通過巖相學(xué)、礦物學(xué)和地球化學(xué)學(xué)習(xí),試圖尋找示蹤堿性巖源區(qū)性質(zhì)和地幔交代過程的有效地球化學(xué)技術(shù),深化堿性巖的巖石成因。 賽馬堿性巖主要由堿性正長巖、霞石正長巖和異霞正長巖組成,而河坎子堿性巖主要由含霞石正長巖和堿性正長巖組成。前期全巖地球化學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)果表明(Yang et al., Chemical Geology, 2012, 328: 149-167; Zhu et al., Journal of Asian Earth Sciences, 2016, 117: 184-207),二者形成于231~224 Ma,來源于富集巖石圈地幔,是低程度局部熔融形成的巖漿經(jīng)歷結(jié)晶分異和陸殼混染的結(jié)果,但富集巖石圈地幔的性質(zhì)及其地幔交代形成過程卻仍不清楚。他們在詳細的鋯石成因礦物學(xué)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上,對鋯石進行原位微區(qū)Hf-O同位素分析,分析結(jié)果顯示,遼東賽馬堿性巖中的巖漿鋯石εHf(t)值為-11.2~-14.0,δ18O值為+7.1~+8.4‰,河坎子堿性巖中的巖漿鋯石εHf(t)值為-2.5~+0.6,δ18O值為+3.8~+5.4‰,明顯區(qū)別于華北克拉通古生代巖石圈地幔,它們分別是古老大陸地殼和高溫蝕變洋殼等物質(zhì)交代巖石圈地幔的結(jié)果。 該學(xué)習(xí)結(jié)果表明鋯石Hf-O同位素組成不僅可以有效地識別堿性巖地幔源區(qū)的富集組分性質(zhì)和來源,而且還能揭示出堿性巖的地幔源區(qū)存在再循環(huán)的陸殼物質(zhì)。上述成果近期發(fā)表于國際地學(xué)期刊Geology(Zhu et al. Zircon Hf-O isotope evidence for recycled oceanic and continental crust in the sources of alkaline rocks. Geology, 2017, 45(5): 407–410)。 原文鏈接