第七届青年地学论坛

识别不同性质的熔体属于地球物质科学的基本内容，这既是揭示不同阶段大洋、大陆岩石圈组成与改造历史的重要资料，也是探讨地幔不均一性程度的直接证据。对于已经消失的大洋岩石圈，地质学家目前主要通过对各类喷发出地表的上部洋壳火山岩或结晶为岩体的下部洋壳岩石开展岩相学、矿物学、地球化学研究，来获取相关信息，而对地幔岩石所记录的熔体性质信息往往有所忽视或不够重视。本文以北祁连造山带内的一个尖晶石相地质体橄榄岩为例，展示蛇绿岩地幔中的不同岩石组合如何记录了地球深部的熔流体活动及其性质，为推进古大洋岩石圈及造山带的物质组成与演化历史研究提供新的思路。
北祁连造山带位于祁连地块、阿拉善地块之间，该造山带发育大量的蛇绿岩及高压变质岩。北祁连造山带是板块构造理论引入我国地质研究的起点，也是目前国内地质演化研究程度相对较高的造山带。前人依据蛇绿岩中洋壳岩石的地球化学性质，将北祁连的蛇绿岩分为三个亚带（宋述光等，2019），分别是南部的洋中脊型蛇绿岩亚带，中部的岛弧相关蛇绿岩-弧地体亚带及北部的弧后盆地蛇绿岩亚带。在中部亚带内，距祁连县城直线距离约20公里处出露一个橄榄岩为主的拉硐地质体。20世纪80年代的矿产普查中曾以铬铁矿为目标对该地质体开展了初步勘查工作，但因为发现的矿体规模较小、出露分散，加之海拔较高、地形崎岖、电力供应困难等因素导致该处的矿点缺乏经济利用价值，后续研究跟进较少。
本课题组最近的研究发现，拉硐橄榄岩地质体以尖晶石方辉橄榄岩为主体，铬铁矿主要与透镜状的纯橄岩伴生。此外，该地质体内还有相当规模的易剥橄榄岩出露，在地幔端元的顶部，一些部位甚至有辉石条带富集成橄榄二辉石岩，向上过渡到纯橄岩为主的壳幔过渡带。通过对该地质体内各岩性样品进行系统的岩相学、矿物学及地球化学分析，我们认为拉硐的方辉橄榄岩主要经历了部分熔融及硅酸盐熔体的抽取作用，不具有俯冲带常见的轻稀土与大离子亲石元素富集特征，说明它们可能未经过明显的俯冲带熔体交代作用或熔体活动引发的地幔再饱满过程。该地质体中的易剥橄榄岩、橄榄二辉石岩则是硅酸盐熔体经堆晶作用形成。通过对上述岩石的硅酸盐矿物成分分析及尖晶石捕获的矿物包裹体分析，我们判断拉硐橄榄岩中堆晶的熔体具有相对富钙但极度亏损轻稀土的特征。易剥橄榄岩的单斜辉石具有明显但微弱的Eu负异常，指示所堆晶的熔体可能曾经历过极少量的斜长石前期结晶，进而暗示该岩浆可能在经历早期“干体系”条件发生橄榄石为主、斜长石参与的结晶历史后，转入橄榄石+单斜辉石先结晶而压制长石结晶的“湿岩浆体系”。通过对比全球大洋中脊及其他特提斯带蛇绿岩的研究资料，我们发现拉硐蛇绿岩所堆晶的熔体显示出与全球最亏损的N-MORB相当、甚至更低的稀土元素含量，说明其极度亏损的源区特征。综合区域地质资料，我们推测该类熔体可能形成于俯冲启动时期或俯冲启动前的软流圈地幔上涌过程，代表了北祁连古洋盆中最极端的亏损熔体端元。这一认识对进一步精细刻画北祁连造山带的演化过程提供了新的约束，并显示出尖晶石相橄榄岩地质体内小比例的复杂岩性记录小规模、极端成分熔体活动的潜力。
 

北祁连；蛇绿岩；橄榄岩；熔体