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王丹等-JP:晚太古代高δ18O闪长岩成因——来自含水玄武岩的部分熔融
2018-07-16 | 作者:科技处 | 【 】【打印】【关闭

  TTGtrondhjemite–tonalite–granodiorite)及赞岐岩是太古宙地体的重要组成部分,这些岩石的形成过程对于揭示地球早期板块构造及地壳演化具有重要地质意义。然而,对于赞岐岩的成因一直存在争议,目前主要成因观点包括(1)地幔橄榄岩部分熔融形成,(2)俯冲板片部分熔融交代地幔橄榄岩。由于岩体本身缺少包体,前人的研究很少述及这类岩体中镁铁质包体对闪长岩成因的指示意义及其地球化学影响。华北克拉通阴山地块出露的朱拉沟闪长岩-花岗闪长岩含有丰富的镁铁质包体,且朱拉沟岩体具有与TTG和赞岐岩相近的主微量元素的特征,为研究TTG和赞岐岩的成因提供了更丰富的信息。     

  中科院地质地球所岩石圈演化国家重点实验室王丹博士后与合作者郭敬辉研究员、钱青研究员等,对朱拉沟岩体开展了详细的岩石学、地球化学及同位素工作,发现了目前记录的太古宙岩体中最高的锆石δ18O值,揭示地球早期已经存在地表物质再循环过程。     

  研究结果显示:朱拉沟岩体中的单斜辉石和角闪石与包体的单斜辉石和角闪石具有相似的主微量元素特征(图1),暗示镁铁质包体是闪长岩体的暗色矿物堆晶体,因此,闪长岩体的富集镁铁质成分取决于暗色矿物(角闪石和单斜辉石)的比例不同。此外,闪长岩体具有高的锆石δ18O值(~9.0‰,图2),是目前发现的太古宙岩体中最高的δ18O值。朱拉沟岩体所记录的高δ18O值特征,并不是由围岩混染或变质作用导致的,而是代表了源区的性质。源区玄武质岩石经历了低温热液蚀变,使得氧同位素值升高,而后玄武岩被埋藏至下地壳,并发生了部分熔融,形成了高δ18O闪长岩体(图3)。矿物化学、地球化学及Sm-Nd和锆石Lu-Hf同位素结果支持闪长岩体是来自下地壳含水玄武质岩石的部分熔融,该过程可能发生在大陆边缘弧的环境(图3)。    

  不同于前人提出的成因模式,该研究首次提出了具有与赞岐岩相似地球化学特征的岩体亦可以是来自玄武质岩石部分熔融而成,为太古宙出露的其他相似岩体的成因提供了新的方向和思路。     

 

1 朱拉沟岩体及包体的角闪石和单斜辉石的稀土元素配分及微量元素配分图

 

2 朱拉沟岩体及包体的锆石氧同位素组成图

3 华北克拉通阴山地块朱拉沟岩体及包体成因模式图 

  研究成果发表于Journal of PetrologyWang D, Guo J H, Qian Q, et al. Formation of Late Archean high-δ18O diorites through partial melting of hydrated metabasalts[J]. Journal of Petrology, 2018, 59(3): 419–446. DOI: 10.1093/petrology/egy033)(原文链接 

 
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