软流圈熔体地幔交代作用过程中的铂族元素行为

摘要

南美洲南部的Pali Aike火山岩区第四纪碱性玄武岩中普遍发育含石榴石的斜方辉石岩包体.这种斜方辉石岩既作为独立的捕掳体存在又以细脉的形式穿插于橄榄岩捕掳体中.斜方辉石岩普遍舍富Ti矿物,并且次生斜方辉石含橄榄石和单斜辉石残晶.与含石榴石橄榄岩中的斜方辉石相比,这种次生的斜方辉石以高TiO_2、中等含量的Al_2O_3以及低Mg#为特征,表明它是在一种高度分异演化的富Ti熔体交代作用下通过消耗橄榄石和单斜辉石方式形成的.斜方辉石岩全岩的Co、Ni略低,Cr和铂族元素(PGE)含量与地幔橄榄岩相当,表明这些元素在交代作用过程中相对稳定,而交代介质带入的组分以碱质(K_2O+Na_2O)、Ti、Si、Al和s为主.交代的斜方辉石在现代活动岛弧和古克拉通的地幔橄榄岩捕掳体中多有报道.与这些环境中地幔样品的斜方辉石相比,Pali Aike地区的次生斜方辉石含有相对高的Ti和Al,以及相对低的Mg.高Ti低Mg属性反映了交代介质可能来源于下伏的软流圈地幔并且经历了高度的分异和演化过程.Pali Aike地区所见到的这种交代斜方辉石和斜方辉石岩在其他被上涌软流圈影响的陆下岩石圈地幔中可能普遍存在.这些研究对了解中国华北一东北中生代以来的岩石圈地幔减薄机制有着重要的借鉴意义.