华北克拉通东部显生宙期间岩石圈地幔时代研究

华北克拉通东部显生宙期间发生了大规模岩石圈减薄已形成共识，但关于减薄的具体机制目前争议很大，主要有热侵蚀、拆沉、橄榄岩－熔体相互作用等。目前对华北克拉通东部古生代期间岩石圈地幔形成于太古代疑义不大，但对新生代玄武岩中地幔包体所获得的元古代至现今的Os模式年龄，其解释争议较大。中国科学院地质与地球物理研究所科技支撑系统储著银副研究员与合作者一起对山东蒙阴古生代金伯利岩、山旺和蓬莱新生代玄武岩携带的地幔橄榄岩包体进行了系统的岩石学、矿物学、元素地球化学、Sr-Nd-Hf-Os同位素及铂族元素地球化学研究工作，结果进一步证实了华北克拉通东部古生代期间的岩石圈地幔属太古代，但也揭示出蒙阴地区古生代时可能还存在少量古元古代岩石圈地幔。通过对获得的山旺和蓬莱地区地幔包体Os同位素数据、目前已发表的华北克拉通东部地幔包体的Os同位素数据，以及目前所发表的深海橄榄岩的Os同位素数据的统计对比，发现华北克拉通东部地幔包体具有与深海橄榄岩类似的Os同位素特征。因此，尽管部分华北克拉通东部新生代地幔包体具有中元古代的Os模式年龄，华北克拉通东部岩石圈地幔仍可能是形成于中生代或以后。由于华北克拉通东部新生代地幔包体的主量元素组成、Sr-Nd-Hf同位素及Os同位素特征与软流圈地幔类似，而与古生代地幔包体截然不同，因此拆沉模型可能是华北克拉通东部岩石圈地幔减薄的主要机制。此外，对蓬莱的地幔包体获得一条年龄约为12-13亿年的单斜辉石Lu-Hf等时线，其中一个样品的单斜辉石176Hf/177Hf比值高达0.3013，说明与Os同位素不均一性类似，软流圈地幔中可能包含高放射性成因Hf的组分。该研究成果最近发表于国际著名岩石学刊物《岩石学杂志》（Journal of Petrology）（Chu et al. Temporal evolution of the lithospheric mantle beneath the eastern North China Craton. Journal of Petrology, 50: 1857-1898）。该文的发表标志着我所Re-Os和PGE联合分析方法获得了国际同行的认可。（来源：中国科学院地质与地球物理研究所）