■李昂

（吉林大學(xué)　吉林　長(zhǎng)春　130021）

蘇魯超高壓帶胡家?guī)X地區(qū)雜巖體中純橄巖成因分析

■李昂

（吉林大學(xué)吉林長(zhǎng)春130021）

蘇魯超高壓變質(zhì)帶是世界上出露的最大的超高壓變質(zhì)地體之一，現(xiàn)已成為地質(zhì)學(xué)家們研究超高壓變質(zhì)和大陸碰撞的天然實(shí)驗(yàn)室，蘇魯造山帶中還存在著相當(dāng)數(shù)量的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)地體，其中大部分顯示幔源屬性。本文通過(guò)對(duì)蘇魯超高壓帶胡家?guī)X地區(qū)的純橄巖進(jìn)行研究，通過(guò)分析純橄巖成因，還原可能的構(gòu)造背景，對(duì)于蘇魯超高壓帶俯沖過(guò)程的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行補(bǔ)充。

蘇魯超高壓帶胡家?guī)X純橄巖

1　地球化學(xué)分析

樣品中，橄欖石具有高w（MgO）（Fo=91.7～92.4）、w（NiO）（0.36～0.41%）、w（MnO）（0.09～0.17%）和低的w（CaO）（≤0.02%）。在Fo-w（NiO）和Fo-w（MnO）的二元成分圖解中，純橄巖投在遠(yuǎn)離深海橄欖巖和華北克拉通新生代巖石圈地幔巖的成分區(qū)，與華北克拉通古老巖石圈地幔巖區(qū)域相重疊。這反映了橄欖石來(lái)源于深部地幔的可能性。

圖1　胡家?guī)X純橄巖中橄欖石的Fo-MnO質(zhì)量分?jǐn)?shù)和Fo-NiO質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)比圖

圖2　蘇魯超高壓變質(zhì)帶純橄巖全巖REE球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖/蘇魯超高壓變質(zhì)帶純橄巖全巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)

1.1全巖主量元素

胡家?guī)X純橄巖含有較低的Al2O3（0.28%～0.40%），CaO（0.43%～0.85%）和TiO2（0.02%～0.03%），含有較多MgO（40.84%～46.17%；Mg#=89.3～92.1），富集強(qiáng)相容元素Ni（1683×10-6～1931×10-6），Cr（2307×10-6～2671×10-6；HJL3為4443×10-6）和Co（≥107.40×10-6）。相比原始地幔估算值，樣品顯示偏低的易熔組分，如Al，Ti和V，高的Mg#指數(shù)和強(qiáng)相容元素。

1.2全巖微量元素

從原始地幔估算值標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖，可以看出純橄巖強(qiáng)烈富集流體遷移元素，如Pb，Sb，Sr，中等程度富集U，Th，Cs，Ba和輕稀土元素（LREE），明顯虧損重稀土元素（HREE）和Nb。

純橄巖相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE），如Nb（0.19×10-6～1.08×10-6），Th（≤0.15×10-6）。由于HFSE穩(wěn)定的地球化學(xué)特性，能夠較好的抵抗變質(zhì)、蝕變和風(fēng)化作用等影響，對(duì)于恢復(fù)源巖具有重要意義。研究樣品偏低的HFSE證實(shí)其可能為耐融的地幔橄欖巖。

胡家?guī)X純橄巖富集輕稀土元素，存在Eu異常（Eu/Eu*=0.75～1.91），以及低∑REE為1.5×10-6～3.0×10-6，稀土元素在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖中呈現(xiàn)“U”形。

1.3鉑族元素

胡家?guī)X純橄巖呈現(xiàn)偏高的IPGE（Os=1.1×10-9～7.8×10-9，Ir=1. 7×10-9～3.6×10-9，Ru=2.1×10-9～11.2×10-9）和偏低的 PPGE（Pt=0.5×10-9～2.0×10-9，Pd=0.4×10-9～0.8×10-9），在原始地幔估算值標(biāo)準(zhǔn)化的蛛網(wǎng)圖中，可以明顯看到純橄巖的PGE分布模式呈現(xiàn)負(fù)斜率。胡家?guī)X純橄巖的標(biāo)準(zhǔn)化PGE分配模式和高的IPGE/PPGE值（最高可達(dá)8.8），確定其為高程度部分熔融后的難熔地幔殘余。

2　純橄巖成因

全球造山帶中純橄巖的成因主要有3種可能性：（1）基性熔體的堆晶巖；（2）基性熔體與橄欖巖反應(yīng)產(chǎn)物；（3）地幔橄欖巖高程度部分熔融的殘留。

2.1非火成堆晶成因

在部分熔融過(guò)程中，IPGE傾向于保留在殘余地幔巖中，而PPGE則傾向于進(jìn)入熔體。純橄巖的高IPGE質(zhì)量分?jǐn)?shù)和高的IPGE/PPGE值排除了超鎂鐵質(zhì)火成堆晶巖的可能性。另外，超鎂鐵質(zhì)火成堆晶巖與研究樣品中鉻尖晶石的一致高Cr#相矛盾，因?yàn)樵诜之惤Y(jié)晶過(guò)程中，熔體中Cr元素往往快速地耗盡。

2.2非巖石熔體反應(yīng)成因

方輝橄欖巖通過(guò)與熔體之間的化學(xué)反應(yīng)同樣可以生成純橄巖。但是由于本次研究中純橄巖中橄欖石顆粒具有的穩(wěn)定的高M(jìn)g和Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)，與基性熔體反應(yīng)生成的橄欖石往往表現(xiàn)出差異性的Mg和Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)。此外，與熔體反應(yīng)形成的純橄巖往往具有反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)和橄欖石與熔體之間的反應(yīng)區(qū)，而本次研究的樣品并不存在這些反應(yīng)結(jié)構(gòu)。

2.3部分熔融成因

胡家?guī)X純橄巖在全巖組成上呈現(xiàn)高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相容元素（Cr，Ni，Mg）和低質(zhì)量分?jǐn)?shù)的弱不相容元素（Al，Ti，V），表明其原巖可能為耐熔的地幔橄欖巖。純橄巖中橄欖石具有一致高的Fo值（91.7～92.4），對(duì)比高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NiO和MnO，均投在了遠(yuǎn)離深海橄欖巖的區(qū)域，結(jié)合鉻尖晶石高的Cr#（0.68～0.76），使研究的純橄巖均投在了橄欖石-尖晶石地幔序列的難熔橄欖巖區(qū)域。因此，胡家?guī)X純橄巖很可能來(lái)源于難熔的地幔橄欖巖。

P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-91-2

李昂(1995～)，男，吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地質(zhì)學(xué)專業(yè)，在讀本科生。