山东蓬莱,临朐新生代碱性玄武岩的钕,锶同位素组成   总被引：1，自引：0，他引：1  

支霞臣  张宗清 《地质论评》1994,40(6):526-533

本文报道了鲁东和鲁西新生代碱性玄武岩１３个样品的Ｎｄ，Ｓｒ同位素组成，１４３Ｎｄ／１４４Ｎｄ＝０．５１２９６７－０．５１２７４４，８７Ｓｒ／８６Ｓｒ＝０．７０３４９－０．７０４５０。它们在地质剖面上呈现规律性变化，可能与其地幔源区同位素组成的层状分带有关。鲁西地幔源区具有较鲁东更加亏损的组份。两地地幔源区在演化中都曾发生过地幔交代（或富集）作用，根据玄武岩Ｎｄ同位素模式年龄估计地幔交代作用发生的时  相似文献   

山东蓬莱、临朐新生代碱性玄武岩的痕量元素和岩石成因   总被引：3，自引：2，他引：3  

支霞臣 《地质论评》1990,36(5):385-393

本文报导了鲁东蓬莱地区五里桥—赤山剖面和鲁西临朐地区鹁鸽山—角页山—尧山剖面新生代大陆碱性玄武岩主要元素和稀土等25种痕量元素的含量。与海洋玄武岩化学体系对照,讨论了鲁东和鲁西玄武岩的成因及其地幔源区的特征。石榴石橄榄岩型地幔的部分熔融和镁铁矿物的结晶分异在两地玄武岩形成中有重要作用。鲁西玄武岩的地幔源区较鲁东的相对富Mg而贫Fe、Na、K和P,富相容元素Ni、Cr、V和Sc,贫不相容元素LREE、Sr、Zr和Nb。鲁东玄武岩的地幔源区曾在近期内发生过交代作用。  相似文献   

山东蓬莱、临朐新生代碱性玄武岩的痕量元素和岩石成因   总被引：1，自引：0，他引：1  

支霞臣 《地质论评》1990,36(5):385-393

本文报导了鲁东蓬莱地区五里桥—赤山剖面和鲁西临朐地区鹁鸽山—角页山—尧山剖面新生代大陆碱性玄武岩主要元素和稀土等25种痕量元素的含量。与海洋玄武岩化学体系对照,讨论了鲁东和鲁西玄武岩的成因及其地幔源区的特征。石榴石橄榄岩型地幔的部分熔融和镁铁矿物的结晶分异在两地玄武岩形成中有重要作用。鲁西玄武岩的地幔源区较鲁东的相对富Mg而贫Fe、Na、K和P,富相容元素Ni、Cr、V和Sc,贫不相容元素LREE、Sr、Zr和Nb。鲁东玄武岩的地幔源区曾在近期内发生过交代作用。  相似文献   

黑龙江镜泊湖地区第四纪玄武岩的Sr、Nd、Pb同位素组成及其地幔源区特征   总被引：6，自引：0，他引：6  

张招崇  李兆鼐  李树才  辛影  李兆木  王先政 《地质论评》1999,45(7):349-357

本文首次对黑龙江镜泊湖地区第四纪玄武岩的Sr、Nd、Pb同位素组成进行了系统研究。结果表明,尽管不同时代、不同空间上生成的玄武岩在岩石化学、稀土和微量元素特征上差别明显,但其Sr、Nd、Pb同位素组成却有明显的相似性,均具有低Sr、Pb和相对高的Nd同位素值（87Sr/86Sr=0.70396～0.704537;143Nd/144Nd=0.512656～0.512786;206Pb/204Pb=17.0856～1 7.5034;207Pb/204Pb=15.2689～15.3461;208Pb/204Pb= 37.0999～37.4363）,由此指示了该区玄武岩的源区是DMM和EMI二 端元混合的结果。本文将其解释为与含有再循环的下地壳物质的地幔柱活动引起该区软流圈地幔的部分熔融有关,但在部分熔融之前发生了交代作用。  相似文献   

浙东白垩纪双峰式火山岩Sr、Nd同位素组成及其成因意义   总被引：7，自引：1，他引：6  

邢光福  杨祝良  薛怀民  赵宇  陶奎元 《地质论评》1999,45(7):796-804

浙东白垩纪火山岩以发育双峰式岩石组合为特征,其成因一直是有争议的问题。本文从其两端元岩石——玄武岩和流纹岩的Sr,Nd同位素特征出发,论证了玄武岩起源于经过俯冲来源的物质交代(或混染)的富集型地幔楔,流纹岩主要由古老变质基底重熔生成,并与玄武岩岩浆发生过低度混合。在混合过程中,玄武岩的Sr同位素组成基本未受到影响,Nd同位素组成可能发生一定的变化;流纹岩的Sr同位素组成则有明显改变。  相似文献   

东昆仑希望沟中二叠世辉长岩Sr-Nd-Lu-Hf同位素特征及其地质意义     

张志青  陈静  余福承  李永登  马永成  徐贝贝 《矿物岩石》2019,39(3):26-31

东昆仑东段希望沟-哈陇休玛一带有多处镁铁-超镁铁质岩的出露,针对希望沟地区中二叠世辉长岩3块样品进行的全岩Sr-Nd同位素及锆石Lu-Hf同位素测试,结果表明:希望沟辉长岩87Sr/86Sr为0.707 445~0.707 676,(87Sr/86Sr)i值为0.707 045~0.707 297,高于现代深海拉斑玄武岩(0.702 0~0.703 5),143 Nd/144 Nd的初始计算值为0.512 476~0.512 543,εNd(t)值为-2.65^-1.34,Nd(t)值受蚀变影响较小,基本反映了其源区洋岛玄武岩的同位素特征;176 Lu/177 Hf在0.000 592~0.001 860间,εHf(t)在2.27~5.46间,一阶段Hf模式年龄为691Ma^816Ma,平均为758Ma,表明岩浆源区主要来源于亏损地幔并有少量壳源物质(如洋壳沉积物)的加入。结合区域构造演化特征,认为希望沟辉长岩源区主要为洋岛玄武岩,是东昆仑地区阿尼玛卿古特提斯洋向北俯冲的结果。  相似文献   

峨眉地幔柱-岩石圈的相互作用:来自低钛和高钛玄武岩的Sr-Nd和O同位素证据   总被引：17，自引：2，他引：17  

肖龙  徐义刚  何斌 《高校地质学报》2003,9(2):207-217

蛾眉山玄武岩总体具有较高的^87Sr／^86Sr比值和较低的εNd(t)值，并具有富集地幔源区的特点。而低钛玄武岩(LT)与高钛玄武岩(HT)间又表现出一定的差异性，即早期低钛玄武岩(LTl)的^87Sr/^86Sr比值最高(0．7063—0．7078)，而其εNd(t)最低(—6．74-—0．34)：晚期高钛玄武岩(HT)具有最低的^87Sr/^86Sr比值(0．7049—0．7064)和最高的εNd(t)值(—0．71—1．5)。蛾眉山低钛玄武岩中单斜辉石的氧同位素变化范围为6．2‰-7．86‰，高于洋岛拉斑玄武岩的平均值5．4‰。研究样品较地幔岩石偏高的δ^18O值说明在其形成和演化过程中有壳源物质的参与。结合前人的研究成果和对元素地球化学的研究认为，壳源物质可能主要来自于新元古代富集的扬子西缘次大陆岩石圈地幔。地幔柱—岩石圈的相互作用过程中表现在时间和空间的系统变化，即早期西岩区形成含大量壳源组分的低钛玄武岩，晚期为壳源组分相对较少的高钛玄武岩。空间上低钛玄武岩仅分布在西岩区，而中、东岩区皆为高钛玄武岩。壳源组分随着时间演化逐渐减少，在空间上由西而东也逐渐减少。表明蛾眉山火成岩省形成早(主)期地幔柱头卷入并熔融了较多交代富集的次大陆岩石圈物质，晚期则有较少的壳源物质参与。建立了蛾眉地幔柱与大陆岩石圈作用的工作模型。  相似文献   

碳酸岩Sr、Nd、Pb 同位素地球化学研究评述   总被引：3，自引：0，他引：3  

许成  黄智龙  穆肇南  漆亮  严再飞  管涛  申宝剑 《矿物岩石地球化学通报》2004,23(4):336-343

碳酸岩是出露相对较少的幔源岩石，其中Sr与Nd是研究地幔物质组成的主要对象之一。本文统计了世界上主要碳酸岩的锶、钕、铅同位素组成特征；研究显示，碳酸岩源区主要是洋岛玄武岩高U／Pb的HIMU端员和富集端员(EM1或EM2)的混合作用；此外大部分碳酸岩的锶、钕同位素落在大洋玄武岩范围内；这些均表明其成因与地慢柱有密切联系。碳酸岩及与之共生的硅酸岩的同源或独立源区模式部很难充分解释两者同位素组成特征，逭反映碳酸岩的演化模式涉及更复杂的过程。可能是俯冲作用使碳酸岩源区经历不同时间和程度的富集、亏损过程导致地幔源区成分不均一。  相似文献   

皖苏鲁新生代玄武岩的Sr-Nd 同位素组成及其含义   总被引：2，自引：0，他引：2  

支霞臣  陈道公  张宗清  唐索寒  王进辉 《地球学报》1994,15(Z1):60-67

皖苏鲁新生代碱性玄武岩34个样品的Sr、Nd同位素组成，总的变化范围为ε°CHUR（Nd）=-4.5-6.9，ε°CHUR（Sr）=-20.4-33.1。分布在大洋玄武岩的Sr-Nd同位素组成范围内。其中江苏省六合一仪征、山东省蓬莱、栖霞和临朐等地区玄武岩同位素组成与PREMA型地幔端元相似，皖东嘉山-来安地区玄武岩具有EMI型地幔端元特征。前者来源于软流圈或更深部的地幔部分，后者来源于不均一的岩石圈地幔部分。来源于较流圈和岩石圈地幔的熔体互相作用决定了皖苏鲁新生代玄武岩 Sr-Nd 同位素地球化学特征。  相似文献   

济南和邹平辉长岩的Pb-Sr-Nd同位素特征和岩浆源区中下地壳物质贡献   总被引：8，自引：0，他引：8  

李全忠  谢智  陈江峰  高天山  喻钢  钱卉 《高校地质学报》2007,13(2):297-310

对鲁西晚中生代济南和邹平辉长岩的Pb-Sr-Nd同位素和元素组成的研究,给出(87Sr/86Sr)i=0.7041~0.7056,εNd(t )=-6.0~-13.0,( 206Pb/204Pb)i=16.545~16.998,(207Pb/204Pb)i=15.242~15.350,(208Pb/204Pb)i=36.488~36.944（除SD792表现出高放射成因Pb外）。由于辉长岩的堆晶性质,其微量元素组成不能用于指示其物质来源。与EMⅠ型大洋和大陆玄武岩对比,表明济南和邹平辉长岩的源区具有与EMⅠ地幔端元一致的同位素特征,但在Pb同位素图解上有明显的下地壳物质的贡献。下地壳物质的参与可能与拆沉有关。  相似文献   

Tertiary basalts and peridotite xenoliths from the Hessian Depression (NW Germany), reflecting mantle compositions low in radiogenic Nd and Sr     

Ulrich Kramm  K. Hans Wedepohl 《Contributions to Mineralogy and Petrology》1990,106(1):1-8

A total of 17 alkali basalts (alkali olivine basalt, limburgite, olivine nephelinite) and quartz tholeiites, and of 10 peridotite xenoliths (or their clinopyroxenes) were analyzed for Nd and Sr isotopes. ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd ratios and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of all basalts and of the majority of ultramafic xenoliths plot below the mantle array with a large variation in Nd isotopes and a smaller variation in Sr isotopes. The tholeiites were less radiogenic in Nd than the alkali basalts. Volcanics from the Eifel and Massif Central regions contain Nd and Sr, which is more radiogenic than that of the basalts from the Hessian Depression. Nd and Sr isotopic compositions of all rocks from the latter area, with the exception of one tholeiite and one peridotite plot in the same field of isotope ratios as the Ronda ultramafic tectonite (SW Spain), which ranges in composition from garnet to plagioclase peridotite. The alkali basaltic rocks are products of smaller degrees of partial melting of depleted peridotite, which has undergone a larger metasomatic alteration compared with the source rock of tholeiitic magmas. For the peridotite xenoliths such metasomatic alteration is indicated by the correlation of their K contents and isotopic compositions. We assume that the upper mantle locally can acquire isotopic signatures low in radiogenic Nd and Sr from the introduction of delaminated crust. Such granulites low in radiogenic Nd and Sr are products of early REE fractionation and granite (Rb) separation.  相似文献   

Trace Element Geochemistry of Tertiary Continental Alkali Basalts from the Liuhe—Yizheng Area,Jiangsu Province,China   总被引：5，自引：0，他引：5  

支霞臣 《中国地球化学学报》1991,10(3):204-216

Reported in this paper are the chemical compositions and trace element (REE,Ba,Rb,Sr,Nb,Zr,Ni,Cr,V,Ga,Y,Sc,Zn,Cu,etc)abundances of Tertiary continental alkali basalts from the Liube-yizheng area,Jiangsu Province,China.The olivine basalt,alkali olivine basalt and basanite are all derived from evolved melts which were once af-fected by different degrees of fractional crystallization of olivine and clinopyroxene(1:2)under high pres-sures.The initial melts were derived from the garnet lherzolite-type mantle source through low-degree par-tial melting.The mantle source has been affected by recent mantle-enrichment events(e.g.mantle metasomatism),resulting in incompatible trace element enrichment and long-term depletion of radiogenic isotopic compositions of Sr and Nd.  相似文献   

雷琼地区晚新生代玄武岩地球化学：EM2成分来源及大陆岩石圈地幔的贡献   总被引：1，自引：1，他引：0  

韩江伟  熊小林  朱照宇 《岩石学报》2009,25(12):3208-3220

对雷琼地区21个晚新生代玄武岩样品的主量、微量元素和Sr、Nd、Pb同位素分别用湿化学法、ICP-MS和MC-ICPMS进行了测定.这些玄武岩主要为石英拉斑玄武岩,其次为橄榄拉斑玄武岩和碱性玄武岩.大多数样品的微量元素和同位素成分与洋岛玄武岩(OIBs)相似,而且随着SiO_2不饱和度增加,不相容元素含量也增加.除R4-1可能受到地壳混染外,其他样品相对均一的Nd同位素(ε_(Nd)=2.5-6.0)以及变化明显但范围有限的Sr同位素(0.703106～0.704481),可能继承了地幔源区的特征.~(87)Sr/~(86)Sr与~(206)Pb/~(204)Pb的正相关和~(143)Nd/~(144)Nd与~(206)Pb/~(204)Pb的负相关特征暗示DM(软流圈地幔)与EM2(岩石圈地幔)的混合.地幔捕虏体的同位素特征暗示EM2成分不可能存在于尖晶石橄榄岩地幔,而La/Yb和Sm/Yb系统表明岩浆由石榴石橄榄岩部分熔融产生,这意味着EM2成分可能存在于石榴石橄榄岩地幔.雷琼地区玄武岩的地球化学变化可以用软流圈地幔为主的熔体加入不同比例石榴石橄榄岩地幔不同程度熔融产生的熔体来解释:碱性玄武岩和橄榄拉斑玄武岩是软流圈熔体与石榴石橄榄岩地幔较低程度(7%～9%)熔融体混合,而石英拉斑玄武岩是软流圈熔体与石榴石橄榄岩地幔较高程度(10%～20%)熔融体的混合.  相似文献   

地壳再循环与大陆碱性玄武岩的成因：以山东新生代碱性玄武岩为例   总被引：6，自引：0，他引：6  

陈立辉  曾罡  胡森林  俞恂  陈霞玉 《高校地质学报》2012,18(1):16-27

      大陆碱性玄武岩在地球化学特征上与洋岛玄武岩高度相似,被看做是板内玄武岩在大陆上的典型代表。本文以山东 新生代碱性玄武岩为例,探讨大陆碱性玄武岩的成因。山东新生代碱性玄武岩按时空分布特征可以分为两类：早期定向分 布、相互平行的三个火山群（包括鲁西的潍坊火山群、沂水火山群和胶东的蓬莱火山群）和晚期杂乱分布的孤立小火山。 早期火山群碱性较弱,以碱性橄榄玄武岩和碧玄岩为主,微量元素特征和同位素组成变化大;晚期孤立小火山碱性强,以 碧玄岩和霞石岩为主,微量元素特征和同位素组成较均一。因此,从岩性组成和时空分布特征看,山东的火山群相当于洋 岛/海山的造盾期玄武岩,而孤立小火山接近于洋岛/海山上的复苏期玄武岩。潍坊火山群和沂水火山群在Sr-Nd,Nd-Hf同位 素相关图上都存在从亏损到富集的两端元混合排列趋势,但两者的排列趋势有一点区别。其中同位素富集的端元相对于原 始地幔具有偏低的Ce/Pb比和偏高的Ba/Th比,指示其为大陆下地壳物质。同时,这种富集端元的Th/La比值明显低于大陆下 地壳的平均值,其放射成因Hf相对于放射成因Nd过剩（即Nd-Hf同位素解耦）,说明这种富集端元不是岩浆上升过程中混染 的下地壳物质,而是经历过早期熔融的再循环大陆下地壳（榴辉岩或者石榴辉石岩）。鲁西两个平行火山群在同位素排列上 的区别类似于夏威夷玄武岩中的KEA链和LOA链,因此,山东的平行火山群的深部动力学背景可能是地幔柱,再循环大陆 下地壳物质可能是这种地幔柱的重要组成物质。晚期的孤立小火山在地球化学特征上与火成碳酸岩非常相似,如在原始地 幔标准化图上都具有K,Pb,Zr,Hf,Ti的负异常等特征,因此我们认为其地幔源区为碳酸盐化的橄榄岩。孤立小火山中等亏损 的Sr,Nd,Hf同位素特征支持碳酸岩熔体来自年轻的（中生代？）再循环洋壳。  相似文献   

山东蓬莱新生代岩石圈地幔的异常锂同位素组成：橄榄岩包体的离子探针分析     

李佩  夏群科  Etienne DELOULE 《高校地质学报》2012,18(1):62-73

应用离子探针技术对山东蓬莱新生代玄武岩中橄榄岩包体的主要组成矿物进行了原位测定,结果显示了强烈偏离正 常地幔矿物组成和平衡的Li 含量和同位素比值。橄榄石、斜方辉石和单斜辉石的Li 含量和δ7Li 分别为（2.0~10.4）×10-6, （2.8~23.8）×10-6 和（3.3~59.7）×10-6;-28.6‰ ~+0.5‰,-12.7‰ ~+12.8‰和-41.5‰ ~+22.6‰。这种强烈的非平衡体系反 映了最近强烈和复杂的地幔交代作用。辉石的高Li（~ 60×10-6）和δ7Li（~ +20‰）反映了最近富Li地幔熔体/ 流体的特征, 而橄榄石的中等Li 富集（<5×10-6）和强烈的δ7Li 亏损（~ -20‰）则可能记录了更早一期低δ7Li 的地幔交代。同位素剖面 的扩散反演以及Li 强烈富集与LREE 相对亏损之间的解耦显示了两期地幔交代作用的短暂性和近期性。因此,我们认为华 北东部克拉通上地幔中存在与再循环有关的锂同位素异常组分,它们的形成应该与中生代以来太平洋板块向东亚大陆下的 俯冲有关. 这些组分能够在地幔中较长的保存直至最近被热扰动所释放,并被橄榄岩包体所记录。  相似文献   

白垩纪时期赣杭构造带的伸展作用   总被引：12，自引：0，他引：12  

余心起  吴淦国  舒良树  颜铁增  张达  狄永军 《地学前缘》2006,13(3):31-43

前人研究认为赣杭构造带在晚中生代有两个阶段拉张活动:第一阶段发生于晚侏罗世,造成中酸性-基性火山岩喷发;第二阶段发生于早白垩世晚期,形成断陷红盆带,伴随基性玄武岩喷溢。以白垩纪基性火山岩地球化学和同位素数据为依据,认为两个阶段玄武岩浆喷发均发生于白垩纪时期,但对早期构造-岩浆活动的认识与之不同,且赣江断裂带对这期活动有限制和转换作用。早期((143±1.1)~(139±0.7)Ma)在赣杭带西端没有酸性岩出露,赣江断裂带附近的玄武岩浆来自亏损地幔,没有地壳物质混染,属于碱性玄武岩系列,属于板内拉张作用的产物。晚期(105~98 Ma)的玄武岩浆来自于富集地幔,有俯冲陆壳成分的不均匀混染,岩石属于拉斑玄武岩和碱性橄榄玄武岩系列,玄武岩浆喷发伴随着强烈的区域伸展作用,形成一系列红层盆地。  相似文献   

Li-Sr-Nd isotope signatures of the plume and cratonic lithospheric mantle beneath the margin of the rifted Tanzanian craton (Labait)   总被引：3，自引：2，他引：1  

Sonja Aulbach  Roberta L. Rudnick  William F. McDonough 《Contributions to Mineralogy and Petrology》2008,155(1):79-92

Lithium concentrations and isotopic compositions of olivine and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd of coexisting clinopyroxene from peridotite xenoliths from the Quaternary Labait volcano, Tanzania, document the influence of rift-related metasomatism on the ancient cratonic mantle. Olivines show negative correlations between Fo content and both δ⁷Li and Li concentrations. Olivines in iron-rich peridotites (Fo_85–87) have high Li concentrations (3.2–4.8 ppm) and heavy δ⁷Li (+5.2 to +6.6). In contrast, olivines in ancient, refractory peridotites have lower Li concentrations (∼2 ppm) and relatively light δ⁷Li (+2.6 to +3.5). This reflects mixing between ancient, refractory cratonic lithosphere and asthenosphere-derived rift magmas. A uniquely fertile, deformed, high-temperature garnet lherzolite, interpreted to be from the base of the lithosphere, has a ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr of 0.7029 and ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd of 0.51286, similar to HIMU oceanic basalts. It provides the best estimate of the Sr–Nd isotope composition of the upwelling mantle (i.e., plume, sensu lato) underlying this portion of the East African Rift, and is slightly less radiogenic compared to previous estimates of the plume that were based on rift basalts. Although elevated δ⁷Li are not exclusive to HIMU source regions, the data collectively indicate that the plume beneath Labait has HIMU characteristics in Sr, Nd and Li isotope composition. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.  相似文献   

Petrogenesis of Cenozoic Basaltic Rocks from Jiangsu Province,China:Evidence from Geochemical Constraints     

Yung-Tan LEE  Ju-Chin CHEN  Jyh-Yi SHIH  Kung-Suan HO  Huai-Jen YANG  Meng-Lung LIN  Yen-Tsui HU  Ching-Hsing CHIU 《《地质学报》英文版》2013,87(1):102-117

Cenozoic（Miocene to Pleistocene） basaltic rocks in Jiangsu province of eastern China include olivine tholeiite and alkali basalt.We present major,trace element and Sr-Nd isotopic data as well as Ar-Ar dating of these basalts to discuss the petrogenesis of the basalts and identify the geological processes beneath the study area.On the basis of chemical compisitions and Ar-Ar dating of Cenonoic basaltic rocks from Jiangsu province,we suggest that these basalts may belong to the same magmatic system.The alkali basalts found in Jiangsu province have higherΣFeO,MgO,CaO,Na₂O, TiO₂ and P₂O₅ and incompatible elements,but lower Al₂O₃ and compatible elements contents than olivine tholeiite which may be caused by fractional crystallization of olivine,pyroxene and minor plagioclase.In Jiangsu basaltic rocks the incompatible elements increase with decreasing MgO/ΣFeO ratios.The primitive mantle-normalized incompatible elements and chondrite-normalized REE patterns of basaltic rocks found in Jiangsu province are similar to those of OIB.Partial loss of the mantle lithosphere accompanied by rising of asthenospheric mantle may accelerate the generation of the basaltic magma.The ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd vs.⁸⁷Sr/⁸⁶Sr plot indicates a mixing of a depleted asthenospheric mantle source and an EMI component in the study area.According to Shaw’s equation,the basalts from Jiangsu province may be formed by l%-5%partial melting of a depleted asthenospheric mantle source.On the basis of Ar-Ar ages of this study and the fractional crystallization model proposed by Brooks and Nielsen（1982）,we suggest that basalts from Jiangsu province may belong to a magmatic system with JF-2 as the primitive magma which has undergone fractional crystallization and evolved progressively to produce other types of basalts.  相似文献   

Multistage melt/fluid-peridotite interactions in the refertilized lithospheric mantle beneath the North China Craton: constraints from the Li–Sr–Nd isotopic disequilibrium between minerals of peridotite xenoliths     

Yan-Jie Tang  Hong-Fu Zhang  Eizo Nakamura  Ji-Feng Ying 《Contributions to Mineralogy and Petrology》2011,161(6):845-861

Elemental and Li–Sr–Nd isotopic data of minerals in spinel peridotites hosted by Cenozoic basalts allow us to refine the existing models for Li isotopic fractionation in mantle peridotites and constrain the melt/fluid-peridotite interaction in the lithospheric mantle beneath the North China Craton. Highly elevated Li concentrations in cpx (up to 24 ppm) relative to coexisting opx and olivine (<4 ppm) indicate that the peridotites experienced metasomatism by mafic silicate melts and/or fluids. The mineral δ⁷Li vary greatly, with olivine (+0.7 to +5.4‰) being isotopically heavier than coexisting opx (−4.4 to −25.9‰) and cpx (−3.3 to −21.4‰) in most samples. The δ⁷Li in pyroxenes are considerably lower than the normal mantle values and show negative correlation with their Li abundances, likely due to recent Li ingress attended by diffusive fractionation of Li isotopes. Two exceptional samples have olivine δ⁷Li of −3.0 and −7.9‰, indicating the existence of low δ⁷Li domains in the mantle, which could be transient and generated by meter-scale diffusion of Li during melt/fluid-peridotite interaction. The ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd (0.5123–0.5139) and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.7018–0.7062) in the pyroxenes also show a large variation, in which the cpx are apparently lower in ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and slightly higher in ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd than coexisting opx, implying an intermineral Sr–Nd isotopic disequilibrium. This is observed more apparently in peridotites having low ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and high ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd ratios than in those with high ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and low ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd, suggesting that a relatively recent interaction existed between an ancient metasomatized lithospheric mantle and asthenospheric melt, which transformed the refractory peridotites with highly radiogenic Sr and unradiogenic Nd isotopic compositions to the fertile lherzolites with unradiogenic Sr and radiogenic Nd isotopic compositions. Therefore, we argue that the lithospheric mantle represented by the peridotites has been heterogeneously refertilized by multistage melt/fluid-peridotite interactions.  相似文献