水作為地球深部的重要揮發(fā)分，在巖漿形成、運(yùn)移和冷凝過程中扮演著關(guān)鍵角色。角閃石是大陸巖石圈地幔中最常見的含水礦物之一。富閃侵入巖因發(fā)育高含量（多數(shù)≥50 vol.%）的角閃石，通常是富水的玄武質(zhì)巖漿冷凝結(jié)晶的天然樣例，同時(shí)因其具有基性巖漿的地球化學(xué)屬性，也是富水巖石圈地幔部分熔融的典型產(chǎn)物之一。富閃侵入巖的成因如何？它們反映的巖石圈地幔深部過程如何？這些問題并沒有得到很好的解決。

針對(duì)上述科學(xué)問題，吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院許文良教授團(tuán)隊(duì)的博士研究生閆相宇和楊德彬教授（通訊作者）等人，對(duì)華北克拉通東部遼東半島地區(qū)早白堊世六個(gè)富閃侵入巖體（圖1）進(jìn)行了鋯石U-Pb年代學(xué)，全巖主微量元素及全巖Sr-Nd-Pb同位素，并結(jié)合鋯石Hf-O同位素及原位斜長(zhǎng)石Pb同位素的系統(tǒng)研究（圖2），得到如下認(rèn)識(shí)：

圖1 全球典型富閃侵入巖分布及本文研究區(qū)

（1）遼東半島早白堊世富閃侵入巖（125-119 Ma）起源于富集巖石圈地幔的部分熔融，并受到了俯沖板片攜帶的陸源沉積物和拆沉下地殼物質(zhì)的改造（圖3）。這些再循環(huán)組分不僅使巖石圈地幔不相容元素和同位素富集，同時(shí)也促進(jìn)了橄欖石和輝石向角閃石轉(zhuǎn)變的水化反應(yīng)發(fā)生。

圖2 研究區(qū)早白堊世富閃侵入巖的地球化學(xué)組成

（2）遼東半島早白堊世富閃侵入巖中大量角閃石（50-60 vol.%）的存在表明，華北克拉通東部陸下巖石圈地幔中存在高含量的水。

（3）富閃侵入巖中角閃石內(nèi)部輝石殘留相的存在表明，它們不是富水地幔直接熔融的產(chǎn)物，而是富集巖石圈地幔先熔融形成貧水的玄武質(zhì)巖漿，其在上升運(yùn)移過程中與俯沖板片攜帶的陸源沉積物和拆沉下地殼來源的含水物質(zhì)反應(yīng)進(jìn)而結(jié)晶形成富閃侵入巖（圖3），而沒有發(fā)生反應(yīng)的玄武質(zhì)巖漿則形成了橄欖輝長(zhǎng)巖，這也得到了研究區(qū)同時(shí)代富閃侵入巖和橄欖輝長(zhǎng)巖共存的野外證據(jù)支持。

圖3 研究區(qū)早白堊世富閃侵入巖的成因模式圖

上述研究成果已在線發(fā)表于國際地學(xué)權(quán)威期刊《Geological Society of America Bulletin》.

Xiang-Yu Yan (閆相宇), De-Bin Yang* (楊德彬), Wen-Liang Xu (許文良), Hao-Tian Yang (楊浩田), Mao-Song Mu (母茂松), An-Qi Wang (王安琪), Yi-Kang Quan (全昳糠), Le-Ran Hao (郝樂燃). Modification of the lithospheric mantle induced by recycled crustal components: Insights from Early Cretaceous appinites from the Liaodong Peninsula, NE China. 2022. Geological Society of America Bulletin. 原文鏈接：https://doi.org/10.1130/B36352.1. 該研究受國家自然科學(xué)基金（42072063、41722204）等項(xiàng)目聯(lián)合資助。