辽东半岛早白垩世高镁安山岩的成因研究

Late Mesozoic high-Mg andesitic igneous rocks (HMAs) from North China Craton contain significant information about crust-mantle interaction processes and are of great importance for understanding the mechanism of cratonic destruction. However, the petrogenesis of these intraplate HMAs is still open to debate mainly due to limited knowledge of the primary magma and the melting conditions of mantle rocks. This project will focus on origin of the new-found early Cretaceous Guiyunhua HMAs in the Liaodong Peninsula with emphasis on compositions of primitive magmas. We will evaluate the relative contributions of mantle- and crust-derived component in these HMAs generation base on the data of mineral chemistry, whole-rock compositions and Sr-Nd-Pb-Hf isotopes. H2O content of clinopyroxene phenocrysts and new thermobarometers will be used to constraint on the depths and temperatures of melting and water content of their mantle source (P-T-H2O). Meanwhile, systematic comparison Guiyunhua lavas to HMAs in Walahada and circum-Pacific volcanic belt will help us to address their geodynamic setting. Finally, all the information above will provide further constraints on mechanism of the destruction of the North China Craton.

华北晚中生代高镁安山质火成岩记录了丰富的壳-幔相互作用信息，是制约克拉通破坏机制的重要对象。然而，由于缺少对其原生岩浆组成和地幔源区熔融条件的有效制约，对这些岩石的成因认识多有争论。项目拟以辽东半岛桂云花一带新发现的早白垩世高镁安山岩为研究对象，在野外地质调查基础上，通过岩相学、橄榄石和辉石斑晶原位矿物化学以及全岩主-微量元素和Sr-Nd-Pb-Hf同位素地球化学研究，揭示原生岩浆的化学组成，查明地壳、地幔组分的贡献。利用单斜辉石斑晶的水含量和地质温压计，反演其源区地幔岩石部分熔融的深度、温度和含水性(P-T-H2O)条件。综合华北北缘乌拉哈达以及环太平洋典型高镁安山岩资料，探讨华北早白垩世高镁安山质岩石的成因和动力学背景，为研究华北克拉通破坏的机制提供新约束。

高镁安山质和埃达克质岩浆岩记录了丰富的壳-幔相互作用信息，是认识大陆形成与演化的重要对象。华北发育一系列与克拉通破坏密切相关的中生代高镁安山岩/闪长岩和埃达克质岩浆岩，由于缺少对高镁安山岩原生岩浆组成和两类岩浆源区熔融条件的有效制约，对这些岩石的成因认识多有争论。针对这一现状，项目：. （1）以辽东半岛桂云花一带新发现的早白垩世高镁安山岩为研究对象，通过岩石学、矿物学和地球化学研究揭示了原生高镁安山质岩浆的化学组成，利用温压计和水压计联用的方法，首次约束了板内高镁安山岩地幔源区部分熔融的温度、压力和含水条件，表明这些岩浆起源于热的、含水的岩石圈地幔浅部橄榄岩的部分熔融，证实了早白垩世华北克拉通岩石圈地幔具有高温和富水的特点，进一步提出岩石圈水化可能是克拉通破坏的主要前提。. （2）对与辽东高镁安山岩伴生的埃达克质英安岩、宁城堆晶杂岩和华北北缘下地壳捕虏体开展了岩石学和地球化学研究，探讨了富水幔源岩浆对华北克拉通地壳演化的影响，揭示了华北克拉通在显生宙时期经历了广泛的富水幔源岩浆底侵作用，发现了埃达克质岩浆及其互补的堆晶体、为埃达克质岩分离结晶成因模型提供了直接的岩石学证据，论证了辽东埃达克质英安岩是正常厚度古老下地壳在富水岩浆供给的热和水的共同作用下发生部分熔融形成的。. 本项目深化了板内高镁安山岩和埃达克岩的成因认识，为研究华北克拉通破坏机制和动力学背景提供了新约束，相关成果发表在Journal of Petrology、Lithos、Terra Nova和Tectonophysics等国际SCI刊物上。