第七届青年地学论坛

玄武岩作为地壳物质的重要组成部分广泛分布于大陆和大洋中，并在研究深部地幔、壳幔交互作用、地壳演化过程中都扮演了重要的角色。由于不同的地壳物质再循环进入地幔源区，使大洋玄武岩具有不同程度的富集的地球化学特征，并可进一步划分为HIMU、EM1、EM2等地幔端元。与大洋玄武岩相比，大陆玄武岩在喷发过程中可能会穿过较厚的大陆岩石圈，这一过程可以为大陆玄武岩提供富集的地壳物质。然而，关于这些玄武岩中富集物质的来源尚不明确，部分研究者认为大陆玄武岩演化的Sr-Nd-Pb-Hf同位素特征来自富集地幔源区，但也有研究者认为地壳混染对大陆玄武岩的形成起着重要作用。而通常所采用的Ce/Pb、Nb/U、Zr/Nb、Nb/La和Sr-Nd-Pb-Hf同位素地球化学指标一般不能区分富集组分是来自地壳混染还是俯冲再循环。因此，评价造山带玄武岩形成过程中潜在的地壳混染是非常重要的。
柳园玄武岩带位于北山造山带南部，对中亚造山带南部(CAOB)的演化起着重要的制约作用。但其形成机制和构造环境仍有争议，主要包括大陆板内背景，俯冲环境两种观点，前一种观点代表古亚洲洋在北山造山带志留纪到泥盆纪闭合；相反，俯冲的模型则代表了柳园地区在晚古生代属于持续俯冲的沟弧盆体系，直到三叠纪才发生闭合。值得注意的是，这些研究没有充分考虑地壳混染的潜在作用，这阻碍了我们对柳园玄武岩带的生成和相应的构造背景进行约束。本文对柳园玄武岩和辉长岩中的全岩主微量元素、Sr-Nd-Pb-Hf同位素、锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素进行了分析，发现柳园玄武岩形成于288±1Ma的早二叠纪时期。柳园玄武岩具有类似MORB的稀土元素配分模式以及全岩高的εHf(t)=15.4和εNd(t)=9.2，代表了柳园玄武岩主要形成与亏损地幔。然而，一部分样品具有正的Pb异常和Nb-Ta亏损和高的Th/Yb以及演化Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成表明了大陆地壳物质在玄武岩形成过程中的贡献。通过全岩Pb异常和Sr-Nd-Pb-Hf同位素的协变关系，我们认为柳园玄武岩在喷发过程中经历了大陆地壳物质的混染而不是来自于一个富集的地幔源区。这与一个辉长岩样品中锆石（εHf(t) =14-17)具有比全岩（εHf(t)=13)更高的Hf同位素的特征一致。我们通过微量元素比值和Sr-Nd同位素混合模拟发现，小于8%的大陆上地壳混染就可以产生柳园玄武岩的富集特征。因此，柳园玄武岩形成于大陆伸展环境而不是俯冲环境。因此，柳园玄武岩带不能像前人认为的代表二叠纪蛇绿混杂岩缝合带，在早二叠纪，古亚洲洋在CAOB南部的北山造山带已经发生闭合。
 

地壳混染、柳园玄武岩带、中亚造山带、北山造山带