第七届青年地学论坛

碱性岩一般位于拉张环境，被认为是富集地幔低程度部分熔融形成，在我们研究壳幔相互作用和深部碳循环中起着重要作用。本文通过华北克拉通演化碱性岩的岩石学和原位矿物分析，重建原始岩浆成分，揭示了再循环碳酸盐化沉积物对地幔的交代作用。碱性岩成分为霞石正长岩，有着一致的锆石和榍石U-Pb年龄，约为235 Ma。这些碱性岩高度演化（SiO₂ = 58.1 – 60.0 wt.%），具有Sr、Ba、Ti、P、Eu等元素的负异常和相对亏损的MREE，显示长石、磷灰石、榍石和角闪石等矿物的结晶分异。晚期结晶的低Mg#单斜辉石和长石具有明显的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.7052 – 0.7092)核边变化，主要归因于后期地壳同化混染作用。
原始碱性岩浆成分记录在早期结晶的高Mg# (70 – 84)弱Eu异常(Eu/Eu* = 0.94 – 1.29)单斜辉石中，显示其结晶于低分异的幔源岩浆(Mg# > 60)。这些单斜辉石变化的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值(0.7031 – 0.7060)与Sr/Y和(La/Yb)_N呈正相关，与Ti/Eu比值呈负相关，并与Mg#和Eu/Eu*无相关。此外，与高⁸⁷Sr/⁸⁶Sr单斜辉石平衡的熔体稀土元素配分模式与邻近地区同期碱性岩相似。以上特征表明，原始碱性岩浆来源于亏损地幔和富集地幔物质的混合，富集地幔可能受到俯冲壳源物质熔融产生的碳酸盐熔体交代。碱性岩中的锆石具有较低ε_Hf(t)值 (-1.4 – -2.8)，表明俯冲的壳源物质可能为碳酸盐化沉积物。在早期结晶的橄榄石、单斜辉石和锆石中发现原生方解石和CO₂包裹体，加上角闪石和氟磷灰石这些矿物，揭示了碱性岩浆富集挥发分(H₂O、F和CO₂)，来源于碳酸盐交代的地幔。
碱性岩的矿物档案不仅记录再循环碳酸盐化沉积物对地幔的交代作用，同时记录了岩浆演化过程中的分离结晶和同化混染作用。
 

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