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来自上地幔的玄武岩及其携带的深源岩石包体及捕虏晶记录了源区的物质组成与平衡温压条件等信息,它们是研究地球深部物质组成和地质作用过程的一种有效和直接途径。玄武质岩浆捕获并快速带到地表的深源包体主要包括两大类:麻粒岩包体和橄榄岩包体,麻粒岩包体代表了岩浆活动时的下地壳物质组成,这些包体能带来地壳下部的物质成分、变质、地球物理性质等方面的直接信息,用来探讨壳.幔接触带的性质及壳-幔之间的相互作用方式和过程;橄榄岩包体代表了岩浆活动时岩石圈地幔的物质组成和位置信息,能够记录岩石圈的变化过程,是研究稳定克拉通岩石圈减薄或破坏问题的可靠和直接证据。携带偶然捕虏的深源包体的碱性玄武岩多来源于软流圈地幔,为研究岩石圈与软流圈的相互作用提供了样品。
华北板块北缘中段处于华北板块、西伯利亚板块和库拉—太平洋板块的接合部,其构造部位处于中新生代华北板块构造转折的接合部,四子王旗含包体玄武岩为深入探讨和研究构造体制转变过程中深部物质的相互作用过程和动力学机制提供了直接证据,为研究深部作用过程与浅层构造表现的耦合关系提供了依据。
内蒙古四子王旗早白垩世玄武岩岩浆熔融深度约为70km,具有尖晶石相与石榴石相橄榄岩熔体混合体相符的不相容性微量元素特征;中新世含包体玄武岩的不相容性微量元素特征与石榴石相幔源岩浆特征相符,岩浆熔融深度大于100km。早白垩世玄武岩中不含幔源橄榄岩包体,只捕虏了代表下地壳组成的麻粒岩包体,以中酸性麻粒岩为主,基性麻粒岩包体很少见;中新世玄武岩中麻粒岩包体代表下地壳下部的基性组成,具有玄武质岩浆堆晶作用特征,平衡温压条件为与早白垩世麻粒岩包体接近并且略高。
中新世玄武岩中的尖晶石二辉橄榄岩包体其主量元素具有亏损地幔的特征,微量元素具有富集地幔的特征,平衡温压条件相当于来自地表下50-68km范围内。
综合碱性玄武岩、麻粒岩包体和橄榄岩包体的研究结果,早白垩世时本区的岩石圈减薄或破坏已达顶峰,在下地壳底部发生了来源于岩石圈-软流圈边界的玄武质岩浆堆晶作用。部分上涌的软流圈地幔在早白垩世至中新世期间由过热变冷逐渐转变为具有富集性质的岩石圈地幔,中新世相对早白垩世下地壳的物质组成发生了由中酸性到基性的变化,地壳厚度略有增加。