吉林蛟河幔源含石榴石辉石岩包体的地球化学研究

地幔辉石岩是一种较为罕见的地幔岩包体，成因复杂。不同成因的地幔辉石岩具有不同的岩相学和地球化学特征，是研究地幔不均一性和地幔演化的重要载体之一。吉林蛟河幔源含石榴石辉石岩包体与中国东部其它地区幔源辉石岩包体不同，表现出高铝和Eu正异常特征。镜下观察多见石榴石包裹尖晶石、单斜辉石中出溶尖晶石等现象。申请人初步的预研究表明它们很可能代表了地壳再循环的产物，但仍不能完全排除熔体-橄榄岩反应和高压堆晶对其某些地球化学特征的贡献，需要进一步深入探讨。本项目拟通过系统的矿物学和岩石地球化学研究，探讨蛟河幔源含石榴石辉石岩包体的物质来源；高铝和Eu正异常特征的成因；形成的温压条件和可能的动力学机制。本项研究不仅将阐明蛟河地区幔源含石榴石辉石岩包体的成因，也将为揭示东北地区岩石圈地幔不均一性及其形成机制，特别是地壳物质再循环的贡献提供新的证据。

与地幔橄榄岩包体相比，地幔辉石岩包体虽然产出数量较少，但却蕴含丰富的地质信息，在揭示大陆岩石圈地幔不均一性、熔融岩浆的结晶分异和堆晶作用、壳幔相互作用和地壳物质再循环、地幔熔融和岩浆形成等地幔性质和演化过程具有特殊重要的意义。本次研究发现采自吉林蛟河的辉石岩包体具有Eu异常和高铝特征，进一步的Sr-Nd-Hf-O同位素分析研究表明其原岩为洋壳辉长岩，在洋壳俯冲过程中变质形成石榴石辉石岩，从而在中国东部首次发现岩石圈地幔中赋存俯冲洋壳的残片，从而为探讨洋壳俯冲与中国东部岩石圈减薄的关系提供了新的制约。另外在本项目的资助下，项目组还对采自黑龙江永安的地幔橄榄岩包体的PGE和Re-Os同位素特征做了前瞻性研究，虽然前人广泛认为地幔橄榄岩包体的Re-Os同位素体系受后期熔体交代的影响很小，并被广泛用于岩石圈形成年龄的探讨，而本次研究表明永安包体受到不同程度的地幔交代影响，其E型橄榄岩包体的87Os/188Os同位素比值较高，是熔体交代的结果，而非代表了新增生地幔。从而在前人的认识的基础上，更深入了一步。