黑龙江省双鸭山新生代玄武岩的成因及其地幔源区特征研究

欧亚大陆东北部大规模发育的新生代玄武岩和其中的地幔捕掳体的相关研究揭示这一地区可能存在着亏损地幔（DM）、富集地幔1（EM1）、富集地幔2（EM2）和FOZO等多个地幔端员，但其中EM2地幔和新生代玄武岩之间的关系长期以来一直没有得到有效地限定。.本项目拟以中国东北双鸭山新生代玄武岩为主要研究对象，在系统的矿物学和岩石学为基础之上，开展岩石地球化学和同位素地球化学等研究，揭示不同地幔端员，尤其是EM2地幔，在双鸭山玄武岩形成过程中的贡献；并在此基础上，结合欧亚大陆东北部新生代玄武岩和地幔捕掳体的相关研究成果，进一步探讨古太平洋板块/太平洋板块的俯冲作用对欧亚大陆东北部地幔的影响。

本项目对中国黑龙江省东部双鸭山市及邻区4处玄武岩（双鸭山、安邦河西、老道沟山和梨红）开展了Ar-Ar年代学、岩石地球化学和同位素地球化学研究，揭示不同地幔端员，尤其是EM2在双鸭山及邻区玄武岩形成过程中的贡献。主要成果概况如下：1）重新厘定了双鸭山及邻区玄武岩的形成时代；安邦河西从下到上4期玄武岩的喷发时代分别为26±2 Ma 、8±5 Ma 、7.8±0.2 Ma 和7±4 Ma ；老道沟山玄武岩形成于15.6±0.3 Ma ；梨红玄武岩的形成时代为93±2 Ma 。2）确定了双鸭山及邻区玄武岩的成因和源区特征；双鸭山、安邦河西和老道沟玄武岩同位素（(87Sr/86Sr)i=0.7045-0.7055，(143Nd/144Nd)i=0.51278-0.51285）和稀土元素（La/Yb=13.0-20.7）组成相近，可能是软流圈熔体在向上运移过程中与具有EM2特征岩石圈地幔发生物质交换后形成的，具有Nb和Ta负异常的老道沟玄武岩可能是地幔橄榄岩受水/富水流体交代发生部分熔融形成的；晚白垩世梨红玄武岩相对于其它三处玄武岩具有更富集的Sr-Nd同位素特征（(87Sr/86Sr)i=0.7055-0.7056，(143Nd/144Nd)i=0.51259-0.51261），微量元素组成与典型岛弧玄武岩相似，可能是俯冲背景下岩石圈地幔受俯冲相关流体/熔体交代后部分熔融的产物；3）总结对比了欧亚大陆东北部新生代玄武岩的成因和源区特征。提出LoMu端员在该地区即使存在，其对于Sr-Nd同位素而言并不重要；同时欧亚大陆东北部不存在统一的FOZO端员。根据同位素和微量元素将欧亚大陆东北部新生代玄武岩总结为三大区：中国东北西部，玄武岩的源区是典型的EM1位于石榴子石相地幔；中国东北东部玄武岩是岩石圈和软流圈来源熔体相互作用的产物，软流圈主要由DM组成，岩石圈不仅包含DM，还包含EM1和EM2；日本新生代玄武岩总体上形成于俯冲背景下，且形成过程中有再循环大陆地壳物质的参与，其源区中深部的石榴子石相地幔相对于浅部的尖晶石相地幔受富集流体/熔体更强烈地交代。项目获得Ar-Ar年龄6个，全岩主微量元素45套，单矿物电子探针分析192点，全岩Sr-Nd同位素27件，Pb同位素6件，Hf同位素6件。联合培养1名硕士和1名博士。目前已发表中文核心文章1篇，完成英文1篇，后期准备文章2篇。