第七届青年地学论坛

大陆深俯冲过程中俯冲隧道内陆壳部分熔融形成的熔体与地幔橄榄岩进行熔岩反应，发生元素的迁移和重新分配，能够形成如辉石岩等镁铁质、超镁铁质岩石。本研究选取挪威西片麻岩省Svartberget超高压石榴石橄榄岩（C型造山带橄榄岩）内辉石岩脉体作为研究对象，在对其进行了详细的岩石学和全岩、矿物主微量地球化学研究基础上，选取代表性矿物进行了原位Li同位素和Sr同位素分析。
Svartberget石榴石橄榄岩体被一组共轭辉石岩脉切割，辉石岩脉从脉体核心向橄榄岩围岩方向依次发育榴辉岩（Zone 1）、石榴子石岩（Zone 2）、石榴子石二辉岩（Zone 3）、金云母石榴子石二辉岩（Zone 4）、富Opx石榴子石二辉岩（Zone 5）5个反应带。从围岩向岩脉核心方向，岩脉由富斜方辉石（Opx）逐渐向富单斜辉石（Cpx）、角闪石（Amp）和金云母（Phl）过渡。各带岩石整体呈现递减的Mg#和Cr#，递增的Na₂O和Al₂O₃含量。此外，各带岩石中Cpx和Amp富集轻稀土元素，Opx和Grt富集重稀土元素，大离子亲石元素主要富集于含水矿物Amp和Phl中，主要矿物（Cpx、Opx、Amp、Grt、Phl）均显示Eu负异常，并向围岩方向Eu负异常逐渐减弱。本研究对榴辉岩中的Cpx和石榴子石岩中的Phl进行原位Li同位素分析，结果显示Cpx的δ⁷Li值在-0.62 ‰至10.93 ‰之间，Phl的δ⁷Li值在-17.9 ‰至3.92 ‰之间，二者的δ⁷Li值暗示Li同位素在岩石熔岩反应或后期再平衡过程中的快速扩散效应。对各反应带的Cpx和Amp进行原位Sr同位素分析，结果显示整体具有较极高的Sr同位素初始比值（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr＞0.735），Zone 1榴辉岩处有最低的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值（0.736），Zone 3石榴子石二辉岩处有最高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值（0.756），表明有具有高Rb/Sr比值的古老地壳物质的加入熔岩反应，且放射性成因Sr组分聚集在熔岩反应接触带，推测熔体可能来自比围岩片麻岩更加放射性成因的地壳储库。
本研究认为，Svartberget橄榄岩体在志留纪末Scandia期Laurentia-Baltica陆陆碰撞过程中，深俯冲到~180 km（~5.5 GPa、800 ℃）深度，陆壳围岩以及深部未暴露的富集放射性Sr组分陆壳发生部分熔融，产生的熔体沿岩体裂隙不断渗入，与橄榄岩发生快速的熔-岩反应，形成复杂的辉石岩脉系统。
 

熔岩反应；辉石岩脉；Sr同位素；Li同位素；挪威超高压石榴子石橄榄岩