鲁西中、新生代镁铁质岩浆作用与地幔化学演化

摘要

镁铁质火成岩作为分布最为广泛的典型幔源岩石,已成为探索地幔化学性状及示踪岩石圈深部过程的主要研究对象.通过对典型样品元素-同位素组成的系统测定,并结合前人已有资料,综合研究了鲁西中生代和新生代镁铁质岩石的地质与地球化学特征.研究结果表明,中生代镁铁质火成岩总体具有富轻稀土和大离子亲石元素、贫高场强元素、ISr值变化范围大(0.70396～0.71247)、εNd(t)值显著偏低(-9.20～-21.21)的地球化学特征,但该区南部和北部的中生代镁铁质岩石在元素-同位素组成上仍存在一定差别,主要表现在南部较之北部镁铁质岩石具有更高的稀土总量(REE为325.52×10-6～555.75×10-6)和轻、重稀土比值(LREE/HREE=17.75～25.97),以及更高的LILE/HFSE比值(如La/Nb=6.37～13.85,Th/Nb=0.52～1.53).南部镁铁质岩石较之北部镁铁质岩石也更富放射成因锶,ISr值分别为0.70844～0.71247和0.70396～0.70598.元素-同位素综合示踪指示鲁西中生代地幔总体具有因岩石圈大规模拆沉作用形成的EMⅠ型富集地幔特征,但其南部叠加了因深俯冲而进入地幔的扬子陆壳的影响,因而表现出EMⅠ和EMⅡ组分混合的富集地幔特征.新生代玄武岩具有类似于大洋玄武岩的地球化学特征,其源区应为亏损的软流圈地幔,但在部分熔融形成岩浆之前遭受了近期的交代作用.自中生代至新生代,华北克拉通地幔具有由富集向亏损演变的趋势,这一化学性状的演变最可能是中生代以来岩石圈大规模拆沉作用,导致软流圈地幔上涌并对原有岩石圈地幔再改造所致.