苏鲁超高压带胡家岭地区杂岩体中纯橄岩成因分析

■李昂

（吉林大学　吉林　长春　130021）

苏鲁超高压带胡家岭地区杂岩体中纯橄岩成因分析

■李昂

（吉林大学吉林长春130021）

苏鲁超高压变质带是世界上出露的最大的超高压变质地体之一，现已成为地质学家们研究超高压变质和大陆碰撞的天然实验室，苏鲁造山带中还存在着相当数量的镁铁-超镁铁质地体，其中大部分显示幔源属性。本文通过对苏鲁超高压带胡家岭地区的纯橄岩进行研究，通过分析纯橄岩成因，还原可能的构造背景，对于苏鲁超高压带俯冲过程的动力学模型进行补充。

苏鲁超高压带胡家岭纯橄岩

1　地球化学分析

样品中，橄榄石具有高w（MgO）（Fo=91.7～92.4）、w（NiO）（0.36～0.41%）、w（MnO）（0.09～0.17%）和低的w（CaO）（≤0.02%）。在Fo-w（NiO）和Fo-w（MnO）的二元成分图解中，纯橄岩投在远离深海橄榄岩和华北克拉通新生代岩石圈地幔岩的成分区，与华北克拉通古老岩石圈地幔岩区域相重叠。这反映了橄榄石来源于深部地幔的可能性。

图1　胡家岭纯橄岩中橄榄石的Fo-MnO质量分数和Fo-NiO质量分数对比图

图2　苏鲁超高压变质带纯橄岩全岩REE球粒陨石标准化图/苏鲁超高压变质带纯橄岩全岩微量元素原始地幔标准

1.1全岩主量元素

胡家岭纯橄岩含有较低的Al2O3（0.28%～0.40%），CaO（0.43%～0.85%）和TiO2（0.02%～0.03%），含有较多MgO（40.84%～46.17%；Mg#=89.3～92.1），富集强相容元素Ni（1683×10-6～1931×10-6），Cr（2307×10-6～2671×10-6；HJL3为4443×10-6）和Co（≥107.40×10-6）。相比原始地幔估算值，样品显示偏低的易熔组分，如Al，Ti和V，高的Mg#指数和强相容元素。

1.2全岩微量元素

从原始地幔估算值标准化蛛网图，可以看出纯橄岩强烈富集流体迁移元素，如Pb，Sb，Sr，中等程度富集U，Th，Cs，Ba和轻稀土元素（LREE），明显亏损重稀土元素（HREE）和Nb。

纯橄岩相对亏损高场强元素（HFSE），如Nb（0.19×10-6～1.08×10-6），Th（≤0.15×10-6）。由于HFSE稳定的地球化学特性，能够较好的抵抗变质、蚀变和风化作用等影响，对于恢复源岩具有重要意义。研究样品偏低的HFSE证实其可能为耐融的地幔橄榄岩。

胡家岭纯橄岩富集轻稀土元素，存在Eu异常（Eu/Eu*=0.75～1.91），以及低∑REE为1.5×10-6～3.0×10-6，稀土元素在球粒陨石标准化蛛网图中呈现“U”形。

1.3铂族元素

胡家岭纯橄岩呈现偏高的IPGE（Os=1.1×10-9～7.8×10-9，Ir=1. 7×10-9～3.6×10-9，Ru=2.1×10-9～11.2×10-9）和偏低的 PPGE（Pt=0.5×10-9～2.0×10-9，Pd=0.4×10-9～0.8×10-9），在原始地幔估算值标准化的蛛网图中，可以明显看到纯橄岩的PGE分布模式呈现负斜率。胡家岭纯橄岩的标准化PGE分配模式和高的IPGE/PPGE值（最高可达8.8），确定其为高程度部分熔融后的难熔地幔残余。

2　纯橄岩成因

全球造山带中纯橄岩的成因主要有3种可能性：（1）基性熔体的堆晶岩；（2）基性熔体与橄榄岩反应产物；（3）地幔橄榄岩高程度部分熔融的残留。

2.1非火成堆晶成因

在部分熔融过程中，IPGE倾向于保留在残余地幔岩中，而PPGE则倾向于进入熔体。纯橄岩的高IPGE质量分数和高的IPGE/PPGE值排除了超镁铁质火成堆晶岩的可能性。另外，超镁铁质火成堆晶岩与研究样品中铬尖晶石的一致高Cr#相矛盾，因为在分异结晶过程中，熔体中Cr元素往往快速地耗尽。

2.2非岩石熔体反应成因

方辉橄榄岩通过与熔体之间的化学反应同样可以生成纯橄岩。但是由于本次研究中纯橄岩中橄榄石颗粒具有的稳定的高Mg和Ni质量分数，与基性熔体反应生成的橄榄石往往表现出差异性的Mg和Ni质量分数。此外，与熔体反应形成的纯橄岩往往具有反应边结构和橄榄石与熔体之间的反应区，而本次研究的样品并不存在这些反应结构。

2.3部分熔融成因

胡家岭纯橄岩在全岩组成上呈现高质量分数的相容元素（Cr，Ni，Mg）和低质量分数的弱不相容元素（Al，Ti，V），表明其原岩可能为耐熔的地幔橄榄岩。纯橄岩中橄榄石具有一致高的Fo值（91.7～92.4），对比高质量分数的NiO和MnO，均投在了远离深海橄榄岩的区域，结合铬尖晶石高的Cr#（0.68～0.76），使研究的纯橄岩均投在了橄榄石-尖晶石地幔序列的难熔橄榄岩区域。因此，胡家岭纯橄岩很可能来源于难熔的地幔橄榄岩。

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-9-91-2

李昂(1995～)，男，吉林大学地球科学学院地质学专业，在读本科生。