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地幔包体是来自上地幔的直接样品,可以提供岩石圈地幔的特征以及探讨岩石圈地幔所经历的深部地幔过程。为了获取更准确的岩石圈地幔信息,有必要甄别地幔包体中的原生和次生显微结构,有效地排除次生显微结构对岩石圈地幔特征的影响。华北克拉通中、西部北缘的大同、四子王旗、三义堂和凉城的地幔包体为研究西部岩石圈地幔提供了直接样品,文中讨论了西部陆块北缘新生代玄武岩中地幔包体矿物的海绵边、筛状结构边和反应边的成因。单斜辉石的海绵边既不显示明显的成分分带,也不显示朝向寄主玄武岩优先发育的趋势,很可能表明是岩石圈地幔条件下原位部分熔融导致的,或是包体上升过程中减压引起的部分熔融形成的。但是个别样品显示发育有海绵边的颗粒边部比核部微量元素含量高。海绵边内次生单斜辉石明显比原生单斜辉石富集轻稀土元素和大离子亲石元素,且微量元素含量显示海绵边从内到外下降。尖晶石的筛状结构边显示明显的化学分带,朝向寄主玄武岩方向Cr#增大而Al降低,筛状结构边被解释为由寄主玄武质岩浆的热引起的部分熔融形成的。包体被捕获后,寄主玄武岩与包体矿物接触的地方发生反应,形成单斜辉石、尖晶石和斜方辉石的反应边。单斜辉石反应边内的次生单斜辉石比原生单斜辉石具有高Ti、Ca和Fe含量且低Mg#和Si含量的特征。原生铝铬尖晶石反应边内的次生尖晶石以钛磁铁矿为特征。斜方辉石反应边内的次生橄榄石和单斜辉石富Fe、Al和Ti。地幔包体矿物发育的反应边反映了包体被岩浆捕获后的不平衡的过程。单斜辉石的海绵边可能与寄主玄武岩的反应无关,而尖晶石的筛状结构边与单斜辉石、尖晶石和斜方辉石的反应边是由寄主玄武岩与包体矿物的相互作用产生的。由此可见,通过地幔包体讨论岩石圈地幔特征时最好避开发育次生显微结构的颗粒或者尽量远离显微结构的部位,从而为获取更准确的岩石圈地幔信息提供保障。 华北克拉通中、西部北缘的橄榄岩包体的岩石学和橄榄石、单斜辉石、斜方辉石以及尖晶石的矿物主、微量元素显示该区总体为过渡型岩石圈地幔,为原始地幔经过不同程度的部分熔融和后期交代富集作用的残留。凉城岩石圈地幔经历的熔体抽取程度最低,这与橄榄岩中尖晶石的Cr#较低,并且共存的单斜辉石的Mg#较低一致。熔体抽取程度最高的橄榄岩发生在三义堂包体中,三义堂不同样品甚至同一样品中不同单斜辉石颗粒的La/Yb和LREE配分模式变化范围非常大,而且矿物微量元素的分带现象也更明显,说明三义堂橄榄岩包体经历的后期交代富集作用最强烈。大同、四子王旗岩石圈地幔经历的熔体抽取程度介于凉城和三义堂之间,但后期富集交代作用明显不如后两者强烈。大部分橄榄岩样品主要受到了硅酸盐熔体交代作用的影响,只有三义堂的个别样品显示有碳酸盐熔体交代的特征。 通过对比华北克拉通不同陆块地幔包体的橄榄石Mg#、尖晶石和单斜辉石Cr#、单斜辉石/橄榄岩的REE配分模式和稀土元素蛛网图、交代熔体性质、年龄等,总结得到:东部陆块太古代的难熔型富集岩石圈地幔在中生代遭到破坏,转变为年轻的饱满型亏损岩石圈地幔,新生代岩石圈地幔的交代富集程度变化范围很大,且破坏和减薄过程具有东早西晚的特征,破坏范围的西界到南北重力梯度带附近。华北克拉通中部带的中南部的保持了古老的难熔型富集岩石圈地幔,仅在中、新生代发生了一定程度的减薄。在克拉通中部带的北部和西部陆块的北缘,总体为过渡型岩石圈地幔,后期交代富集程度变化范围很大,古老的岩石圈地幔很可能受阴山地块和鄂尔多斯地块碰撞影响,在古元古代被改造形成,但在新生代发生减薄作用,减薄的范围也仅局限在阴山地块和鄂尔多斯地块边界的碰撞带附近。