作者:汤艳杰等 来源:《地球科学评论》 发布时间:2013-3-15 15:45:39
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橄榄岩熔体反应对岩石圈地幔有改造作用
 
古老的大陆岩石圈地幔通常具有高度难熔的特点、密度比下伏的软流圈小,因而能够长期稳定地“漂浮”在软流圈之上。然而,大陆岩石圈地幔由于受到熔体(如软流圈来源的熔体)的改造而变得饱满和“年轻”,强烈的改造作用甚至能够造成克拉通的破坏,华北克拉通就是一个典型的例子。虽然大家对华北克拉通破坏过程及其动力学的认识尚有一些分歧,但是,熔体-橄榄岩反应在岩石圈地幔演化过程中的重要作用逐渐得到了大家的认可,尽管不同学者对熔体来源和作用机制持不同看法。
 
为进一步考察熔体-橄榄岩反应在岩石圈地幔演化过程中的作用,中科院地质与地球物理研究所岩石圈演化研究室汤艳杰副研究员与合作者归纳整理了全球克拉通及其周边地区的地幔橄榄岩(图1,包括亚洲、欧洲、非洲、美洲和澳洲的2100多个样品)的主、微量元素和Sr,Nd,Re-Os同位素的研究结果,得出如下结论:
 
(1)熔体-橄榄岩反应在大陆岩石圈地幔中普遍存在;(2)全球太古代岩石圈地幔都经历了不同程度的熔体改造;(3)古老的克拉通型岩石圈地幔由于受到软流圈熔体的改造,其克拉通的属性会被部分掩盖、甚至全部被“大洋型”特征所取代。
 
该研究的意义在于:(1)可能揭示了大陆岩石圈地幔演化的一个共同规律:周期性的熔体改造作用使古老的岩石圈地幔中遭受改造的部分变得“年轻”;(2)橄榄岩全岩的Re-Os 模式年龄可能代表橄榄岩中不同时代的硫化物的混合(表面年龄),而非岩石圈地幔真正的形成年龄;由于熔体-橄榄岩反应可以导致年轻硫化物的产生,因此全岩Re-Os 同位素年龄的解释需要慎重;(3)部分具有“大洋型”特征的二辉橄榄岩捕虏体可能是古老的岩石圈地幔遭受熔体强烈改造的结果,而不是新增生的岩石圈地幔。对二者的识别将影响对克拉通岩石圈地幔演化过程的正确理解。
 
该研究成果发表在3月出版的国际地学期刊《地球科学评论》(Earth-Science Reviews) (Tang et al. Widespread refertilization of cratonic and circum-cratonic lithospheric mantle. Earth-Science Reviews, 2013, 118: 45-68)。(来源:中科院地质与地球物理研究所)

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