大兴安岭诺敏河第四纪钾质玄武岩的成因:软流圈地幔和下地壳的混合

摘要

大兴安岭北段的诺敏河地区分布有大量的晚新生代玄武岩,面积达600km2.利用全岩元素和Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成,以及橄榄石矿物的组成来研究这些玄武岩的岩浆过程及成因.诺敏玄武岩主要以碧玄岩为主,包含少量的响岩质碱玄岩和粗面玄武岩.根据SiO2的含量,诺敏玄武岩可以分为高硅(48.11％～48.72％)和低硅(44.47％～46.75％)两组.高硅组比低硅组具有更高的Al2O3,更低的MgO,K2O,P2O5及Ni含量.诺敏玄武岩具有类似于OIB的REE型式,以及类似EM1的不相容元素蛛网图,呈现Ba,K,Sr的正异常以及Th-U,Zr-Hf,Ti的负异常.PETROLOG定量模拟显示，橄榄石的分离结晶和堆晶作用对诺敏玄武岩的演化发挥了很重要的作用。Sr-Nd-Hf-Pb同位素之间，以及同位素与主量元素之间很好的相关性指示了诺敏玄武岩起源于两端元的混合作用。定量模拟结果显示,拆沉的下地壳和软流圈地幔之间的混合可以很好地吻合诺敏玄武岩的地球化学特征。橄榄石斑晶（Fo>80）的Ni和Ca的含量指示交代的橄榄岩和辉石岩的混合可以作为诺敏玄武岩的源区岩性。