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本论文研究了26个来自江苏盘石山和练山新生代玄武岩中的地幔橄榄岩捕虏体,其中大多数为尖晶石二辉橄榄岩,少数为方辉橄榄岩。主要由四种矿物组成:橄榄石+单斜辉石+斜方辉石+尖晶石,此外还有少量硫化物,且盘石山样品中硫化物比练山样品中多。
运用锍镍火试金法测定了盘石山和练山橄榄岩捕虏体中的铂族元素含量,发现盘石山Os含量高于原始地幔值,练山Os含量低于原始地幔值,并且两地的PGE配分模式表现为n和Pd相对富集,Ir和Rh相对亏损。说明上地幔除经历过早期的部分熔融外,还经历了后期富S、Pt、Pd的高熔/岩比的熔(流)体的层析分离交代作用影响,早期部分熔融可能发生在地幔深部低氧逸度环境下。
此外,运用低含量REE分析法分析了盘石山和练山橄榄岩捕虏体的稀土元素含量,结果显示样品的稀土总量都接近或低于原始地幔值,盘石山、练山的稀土配分模式为LREE从略微亏损到略微富集,HREE则表现为几乎无分馏的较为平坦型的分布模式。由MgO与主量元素及微量元素的相关性,LREE与MgO、Al2O3及CaO没有明显的相关性,推知盘石山和练山样品受后期LREE弱富化组分的交代作用的影响较大。在研究区的REE分布模式中可见Ce的负异常,指示交代组分可能与俯冲流体有关。
对尖晶石二辉橄榄岩中各矿物和硫化物的电子探针分析,发现两地区橄榄岩中单斜辉石(透辉石)的Mg#明显高于橄榄石和斜方辉石,可能与岩浆交代作用有关。对两地的橄榄岩捕虏体用多种地质温度计进行计算,发现方辉橄榄岩形成温度略低,二辉橄榄岩形成温度略高。通过对压力的估算推断盘石山和练山橄榄岩捕虏体起源深度在30-70 km之间。通过对盘石山和练山中硫化物相的研究,发现包裹体硫化物普遍比裂隙中硫化物更富Fe、S,贫Ni。
江苏盘石山和练山岩石圈地幔上部的地幔橄榄岩是元古代部分熔融的残余。又受到熔体(流体)层析分离交代的改造,考虑到该交代组分具有Ce的负异常,显示其氧逸度较高,结合前人的研究成果,推断交代作用可能与太平洋板块的俯冲引起地幔伸展导致软流圈物质上涌有关,盘石山、练山的岩石圈地幔经过热侵蚀交代残余地幔形成了现在的主量元素富集而微量元素亏损。