东南沿海新生代岩石圈地幔的再富集作用：地幔橄榄岩Li-Mg同位素的制约

The influences of widespread peridotite-melt/fluid interaction on the chemical composition, isotope systematics and stability of the subcontinental lithospheric mantle are hot topics in current mantle-related studies. This project focuses on the studies of peridotite xenoliths entrained in the Cenozoic Jiande, Mingxi and Niutoushan basalts from the coastal area of southeastern China. Based on the detailed peotrographic and mineralogical investigations, high-precision Mg isotopic and in situ Li isotopic measurements will be undertaken on mineral separates of peridotite xenoliths, as well as Sr-Nd-Os isotopic compositions of these mantle peridotites, in order to investigate the nature and origin of the metasomatic agents, practically to reveal the nature and evolution of the lithospheric mantle beneath the coastal area of southeastern China. In addition, combined with studies of peridotite xenoliths from the North China Craton, new constraints on the heterogeneous lithospheric mantle of eastern China and dynamics could be provided.

橄榄岩与熔/流体的相互作用普遍存在于大陆岩石圈地幔中，它对大陆岩石圈地幔岩石组成、化学成分及其稳定性的影响都是目前地幔研究中的热点。本项目以东南沿海不同地区（浙江建德，福建明溪和牛头山）新生代玄武岩中携带的地幔橄榄岩为研究对象，在详细的岩石学研究基础上，采用新兴的Mg同位素和矿物原位Li同位素地球化学示踪手段，并结合地幔橄榄岩的Sr-Nd-Os同位素特征，揭示上述地区新生代岩石圈地幔组成特征，试图通过厘定多阶段地幔交代作用过程中熔/流体的性质和来源来探讨深部圈层的相互作用，进而反演上述地区岩石圈地幔的演化过程。结合已有的华北地幔橄榄岩研究成果，进一步了解中国东部岩石圈地幔物质组成和演化在空间上的不均一性及其地球动力学背景。

太平洋板块的俯冲被认为是导致华北克拉通东部岩石圈破坏的首要动力学因素，那么与华北相邻的华南大陆岩石圈地幔是否也经历了与华北克拉通相似的破坏过程？火山岩携带的橄榄岩捕掳体是研究深部岩石圈地幔成分特征与热结构状态的最直接样品。本项目对东南沿海不同地区（浙江建德和西垄，福建明溪和牛头山）新生代玄武岩中携带的地幔橄榄岩进行了系统的岩相学、矿物学和地球化学研究，获得以下主要认识：（1）建德地幔橄榄岩都是尖晶石相的二辉橄榄岩，具有原生粒状结构，橄榄石Fo值在89.1 – 91.1之间，单斜辉石大部分呈现轻稀土亏损的稀土配分形式，表明建德橄榄岩捕掳体仅经历了不同程度的部分熔融，交代作用弱。橄榄石的Li含量和Li同位素都与橄榄石Fo和尖晶石的Cr#有较好的负相关关系，揭示了部分熔融能够造成可识别的Li同位素变化，且可以在地幔中长时间存在。（2）相对于建德橄榄岩，牛头山，明溪和西垄橄榄岩多具有细粒变晶结构，且成分变化较大，橄榄石Fo值在86.3 – 91.7之间，单斜辉石稀土配分型式多样，从轻稀土亏损到勺型再到轻稀土富集，暗示着这些橄榄岩捕掳体在部分熔融之后又经历了较强的交代作用。橄榄石具有低Li同位素和高Li含量特征，与碳酸盐交代的橄榄岩范围一致，揭示了这些橄榄岩经历了碳酸盐交代作用；而高Li含量的单斜辉石暗示着后期的硅酸盐交代作用。空间上从牛头山，明溪到西垄，远离俯冲带，橄榄石和单斜辉石的Li含量增加，表明交代熔/流体可能与太平洋俯冲有关。橄榄石和单斜辉石记录的不同期次的交代作用造成了华南沿海地区岩石圈地幔的不均一性。