华北克拉通中生代基性(-碱性)岩浆岩Os-Nd-Hf同位素和相关岩石学、地球化学研究，及其对岩石圈演化意义

本项目拟对华北克拉通早中生代和晚中生代基性(-碱性)岩浆岩和地幔岩捕掳体，以及与中生代幔源岩浆底侵有关的麻粒岩相下地壳捕掳体(含于新生代玄武岩中)，进行Os-Nd-Hf同位素，以及相关的岩石学、元素地球化学和年代学研究。重要意义在于：(1)通过幔源基性(-碱性)岩浆岩的Re-Os同位素研究获得其侵位过程中被中下地壳混染的程度，从而查明其低eNd的成因；(2)利用被下地壳混染轻微的早中生代和晚中生代幔源岩浆，获得岩石圈减薄前后富集岩石圈地幔的同位素性质和演化，为探讨地幔富集机制提供新的制约；(3)利用被下地壳高度混染的早中生代和晚中生代幔源岩浆，获得岩石圈减薄前后华北克拉通下地壳的性质和变化，从而检验古老下地壳是否被拆沉或换底，达到从新的角度理解岩石圈减薄机制的目的；(4)通过Os-Hf同位素示踪并结合其与微量元素的相关性揭示岩浆房过程和壳幔相互作用机制。

1对华北东部燕山期岩浆的起源和地球动力学背景提出不同的模式。华北东部燕山期岩体具有高钾钙碱性、高Sr/Y比值、高镁和陆壳性质的Nd-Sr同位素等特征。该性质目前主要被解释成：(1)燕山期东部存在巨厚陆壳，导致前寒武基性下地壳馏辉岩化并部分熔融而形成，或(2)由于陆壳加厚，导致太古代基性下地壳拆沉进入地幔发生部分熔融，形成中酸性熔体，并在上升过程中与地幔岩相互作用。我们提出这些中酸性岩体主要形成于来自富集地幔的基性岩浆与来自下地壳部分熔融而形成的酸性岩浆混合有关。所形成的混浆经历以铁镁矿物和斜长石为主的分离结晶作用，形成从基性到中酸性的岩石谱系。中酸性岩体代表熔体与残留晶的混合物。东部高镁埃达克质岩石的高镁性质与幔源玄武质岩浆混合和辉石残留晶有关，其高Sr/Y比值除与富集地幔起源的岩浆混合有关外，还与铁镁矿物分离结晶有关。华北克拉通中生代陆壳厚度正常，东部岩石圈减薄与大规模拆沉作用无关。关键证据如下：(1)闪长质包体普遍存在，与寄主岩体之间发生了复杂的晶体和化学交换; (2)岩体中的主要组成矿物斜长石、角闪石和单斜辉石都普遍发育成分和结构不平衡现象, 比如，斜长石具有异常富钙的核(An66-70或更高)；单斜辉石的贫镁的核(Mg#=70-76)被自形、富镁的增生(Mg#=84)所覆盖，角闪石被单斜辉石包裹，残留晶普遍存在。（3）全岩Sr－Nd同位素成分呈反相关关系，分布在富集地幔和下地壳同位素成分之间，（4）铼-锇同位素模拟计算表明，只有壳幔岩浆混合模式才能解释Os同位素数据, 拆沉模式不能解释。该结论得到我们对晚中生代基性岩的Re-Os同位素研究的支持，Os同位素变化表明晚中生代期间华北克拉通的古老基性下地壳并没有被显著换底。.2不少学者提出东部新生代玄武岩的“陆壳信息”，如亏损Nb-Ta和高Th，是其地幔源区受到拆沉基性下地壳或俯冲大陆地壳的交代的结果。我们对这些玄武岩的微量元素和Os同位素研究表明，这些新生代玄武岩具有较高的放射性成因187Os, 其Os同位素比值主要在0.15-0.55之间，都显著高于纯幔源岩浆的0.13。结合玄武岩的Nd－Sr同位素和Os－Nd同位素成分的反相关关系，可以确定这些玄武岩在侵位到地壳和岩浆演化过程中都被古老下地壳混染，这会显著改变玄武岩的微量元素和Nd－Sr同位素成分等。所以，新生代玄武岩的陆壳性质未必与基性下地壳拆沉或俯冲有关