下地壳Pb同位素的高度不均一性:阳原新生代玄武岩中麻粒岩捕虏体证据
摘要
华北克拉通是全球典型的具有前寒武纪结晶基底的古老克拉通,但该克拉通显生宙以来曾遭受了严重的破坏.大量研究表明该破坏过程不仅导致岩石圈地幔组成的巨大改变,而且也导致了下地壳组成的变化.问题是这种改造作用规模和程度有多大,底侵岩浆的组成和来源等问题尚不清楚.阳原新生代玄武岩携带了众多的下地壳麻粒岩捕虏体,为探究该地区下地壳的组成和演化提供了很好的机会.采用西北大学飞秒激光剥蚀MC-ICPMS对这些样品中的长石进行了铅同位素分析。结果表明不同类型的麻粒岩,同一类型不同样品的麻粒岩,同一样品不同颗粒,甚至同一颗粒的核心和筛状边均存在Pb同位素组成上的巨大差异。就岩石类型而言,酸性(长英质)麻粒岩具有很低的Pb同位素组成,与华北太古代地体麻粒岩组成类似,暗示其代表古老下地壳的Pb同位素组成。石榴石麻粒岩中长石的Pb同位素组成远远高于不含石榴石的麻粒岩,其大多数与软流圈来源的玄武岩的Pb同位素组成类似,甚至更高。这说明形成石榴石麻粒岩的原岩具有与玄武岩类似的Pb同位素组成,暗示这些石榴石麻粒岩形成于玄武质岩浆的底侵作用。此外,同一颗粒的不同部位如筛状边比其核心具有较高的Pb同位素组成。这说明斜长石的减压熔融是在有高放射成因Pb同位素组成的熔体的参与下进行的。总之,研究证明阳原地区下地壳存在Pb同位素的高度不均一性,并且该Pb同位素的不均一性是由玄武质岩浆底侵作用造成的。