高镁安山岩系列通常产出在会聚板块边缘，具有相对普通岛弧岩浆源区更难熔的地幔源区，代表了一类独立的初始幔源岩浆。它的产生与俯冲环境下的熔/流体助熔作用密切相关，通常指示中洋脊俯冲、弧后扩张或板片断离的高热环境。系统的岩石学和地球化学研究不仅有助于揭示这类特殊岩石的形成机制，也是示踪会聚板块边缘复杂的熔/流体-地幔相互作用和关键地球动力学过程的重要手段。
在国家自然科学基金项目的支持下，中科院地质地球所岩石圈演化研究室的博士生袁玲玲与导师张晓晖研究员及合作者对辽北开原地区发育的一套晚二叠世高镁安山岩-玄武岩组合进行了系统的野外地质、年代学和岩石地球化学研究。结果显示，开原火山岩大约于二叠纪末期喷发（250Ma），主要岩石类型包括玄武安山岩和安山岩；其镁指数（Mg#）为63~78；全岩初始87Sr/86Sr为0.70417~0.70457，eNd(t)为-0.4~5.0，eHf(t)=5.1~11，锆石eHf(t)=-9.4~0.4。这些元素与同位素地球化学特征表明其形成于经俯冲陆源碎屑沉积物熔体不均匀交代的岩石圈地幔的部分熔融。
具有亏损地幔源区属性和俯冲后板片断离热力学联系的晚二叠世开原高镁安山岩/玄武岩组合不仅为确定华北克拉通-中亚造山带在开原地区的缝合边界提供了空间标志，也为追踪指示古亚洲洋闭合的最终缝合带提供了重要线索。同时，与展布于索伦-西拉木伦-长春断裂带两侧的晚二叠世-早三叠世岩浆-变质事件一道，促进了驱动古亚洲洋最终消亡的晚古生代双向俯冲体系的重建。
图1 研究区所在位置图
图2 元素与同位素地球化学特征图
这一研究成果近期发表在国际重要岩石学期刊Lithos (Yuan et al. Late Permian high-Mg andesite and basalt association from northern Liaoning, North China: Insights into the final closure of the Paleo-Asian ocean and the orogen-craton boundary. Lithos, 2016, 258: 58-76)。
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