西克尔橄榄岩包体揭示塔里木西北缘岩石圈地幔经历多期次交代改造

作者：卞霄; 苏玉平^*; 郑建平; 董毕安; 牛天意

来源：岩石学报, 2023, 39(01): 135-147.

• 橄榄岩
• 地幔改造
• 交代作用
• 塔里木克拉通

西克尔新生代玄武岩中的二辉橄榄岩包体矿物主量元素、单斜辉石(Cpx)微量元素及Sr同位素被用来揭示塔里木西北缘岩石圈地幔经历的交代改造作用。依据岩相学和矿物化学特征，西克尔二辉橄榄岩可分为A、B、C三个组。A组二辉橄榄岩具有较高的橄榄石含量(57%～65%)和Mg#(>90),代表了较为古老且适度难熔的岩石圈地幔，其Cpx富集大离子亲石元素，具有较高的(La/Yb)N、低的Ti/Eu比值，指示碳酸盐交代。根据Cpx的Sr同位素及高场强元素(HFSE)的异常特征，A组又可以细分为两个亚组(A1和A2):A1亚组Cpx核部呈现高的87Sr/86Sr (0.70451～0.70485)和HFSE的强烈负异常，而A2亚组Cpx核部呈现低的87Sr/86Sr (0.70353～0.70389)和HFSE的轻微负异常，分别代表着俯冲沉积碳酸盐和软流圈来源碳酸盐交代作用。B组和C组二辉橄榄岩具有较低的橄榄石Mg#(<90),代表了经受改造后饱满的岩石圈地幔。其中B组的Cpx具极低的Zr/Hf,以及与A1亚组相似的特征，可能与蚀变洋壳熔融所产生富CO2硅酸盐熔体交代有关；C组尖晶石高的TiO2含量和Cpx高的重稀土含量，指示明显高熔/岩比的熔体-橄榄岩反应印迹，Cpx勺型的轻稀土配分、较低的(La/Yb)N、高的Ti/Eu比值、及HFSE强烈亏损的特征，表明其后期经历小体积富水硅酸盐熔体渗透的影响。此外A组Cpx的海绵边和B、C组包体与寄主岩交界处Cpx的反应边呈现与核部不一致的成分特征，同时B、C组包体与寄主岩交界处的斜方辉石也呈现被替代的现象。这些指示了橄榄岩在被携带至地表前不久或在此过程中熔体渗透引发的Cpx不一致熔融及熔岩反应的改造过程。多期次的地幔交代作用指示塔里木西北缘岩石圈地幔所经历的复杂改造历史。

• 单位
  中国地质大学（武汉）