錢豐，田亞洲，武勇，楊經(jīng)綏

1) 貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，喀斯特地質(zhì)資源與環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴陽，550025；2) 中核集團(tuán)核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100029；3) 南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院， 南京，210023；4) 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，自然資源部深地動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室地幔研究中心，北京，100037

內(nèi)容提要: 達(dá)拉布特蛇綠巖位于中亞造山帶西南緣，是古亞洲洋的擴(kuò)張、俯沖、消減和閉合過程的產(chǎn)物，保留了洋盆形成及構(gòu)造演化信息。前人對(duì)達(dá)拉布特蛇綠巖的形成大地構(gòu)造背景始終未取得統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。為探討蛇綠巖所代表的構(gòu)造演化過程，筆者等以達(dá)拉布特蛇綠巖中的地幔橄欖巖為研究對(duì)象，通過詳細(xì)的礦物地球化學(xué)及其氧同位素研究，對(duì)達(dá)拉布特地幔橄欖巖成因及構(gòu)造背景提出新的制約。達(dá)拉布特方輝橄欖巖中橄欖石Ni/Co值為21～22，Ni/Mn值為3.0～7.8具有部分熔融殘余的特征，此外，橄欖石中不相容元素相對(duì)于正常地幔橄欖石虧損，表明方輝橄欖巖為部分熔融的殘余組分。方輝橄欖巖中尖晶石Cr# 為47～52、TiO2含量0.01%～0.04%，橄欖石Fo為90.34%～90.98%指示方輝橄欖巖經(jīng)歷>20%的部分熔融。方輝橄欖巖中橄欖石δ18 Oolivine值+5.1～+6.2‰、單斜輝石δ18Ocpx值+5.6～+6.9‰，其變化范圍較大且整體高于正常地幔中橄欖石和單斜輝石的δ18 O值，礦物間氧同位素分餾系數(shù)Δ18OOpx—olivine平均-0.3‰，Δ18OOpx—cpx平均-0.7‰，顯著區(qū)別于正常地幔中平衡的氧同位素分餾系數(shù)，具有明顯的交代作用特征。結(jié)合方輝橄欖巖橄欖石中虧損的微量元素特征，認(rèn)為方輝橄欖巖可能受到流體交代作用的影響，俯沖殼源物質(zhì)脫水形成的高δ18O流體交代地幔橄欖巖導(dǎo)致了礦物與礦物間不平衡的氧同位素特征。通過尖晶石與單斜輝石成分判別，尖晶石與單斜輝石的主量元素具有介于弧前與深海地幔之間的過渡型特征，與俯沖初始階段形成的地幔橄欖巖相似。綜合礦物地球化學(xué)與氧同位素特征，筆者等認(rèn)為達(dá)拉布特地幔橄欖巖為形成于弧前初始俯沖環(huán)境。板塊俯沖導(dǎo)致弧前擴(kuò)張形成新洋殼，上涌的軟流圈MORB-like熔體與俯沖殼源物質(zhì)熔融形成熔/流體與地幔橄欖巖相互作用，形成達(dá)拉布特地幔橄欖巖。

蛇綠巖形成及就位過程記錄了大洋擴(kuò)張、俯沖、消亡等造山過程，并伴生地幔巖漿活動(dòng)的改造(Coleman, 2014)。通過對(duì)蛇綠巖的研究可以為恢復(fù)古洋盆形成、閉合及大地構(gòu)造演化提供重要依據(jù)(Woelki et al., 2018; Yang Yaqi et al., 2019a, b; 劉飛等，2021)。地幔橄欖巖作為蛇綠巖重要組成部分下伏于堆晶單元底部，被認(rèn)為是原始地幔部分熔融分離出洋殼巖漿后的殘余組分(王浩等，2020)。由于殘余組分不相容元素顯著地虧損，其地球化學(xué)特征能夠有效識(shí)別滲透熔體或流體的性質(zhì)和來源，對(duì)于探討地幔演化及構(gòu)造環(huán)境具有巨大的潛力(Robinson et al., 2015; Jean and Shervais, 2017)。

圖1 中亞造山帶構(gòu)造簡(jiǎn)圖(a, 據(jù)Jahn et al., 2004；)與西準(zhǔn)噶爾地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b, 據(jù)Liu Bo et al., 2017修改)Fig. 1 Simplified map of the Central Asian Orogenic Belt (a, after Jahn et al., 2004) and Simplified Geological Map of the West Junggar Region (b, modified after Liu Bo et al., 2017)

西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特蛇綠巖是新疆境內(nèi)出露的規(guī)模最大也最為典型的蛇綠巖帶(圖1)，被認(rèn)為是中亞造山帶古亞洲洋盆的擴(kuò)張、俯沖、閉合和消減過程的產(chǎn)物(Chen Shi et al., 2013; 劉金霖，2014; 李海等，2021; Zhu Qingmin et al., 2021)。長(zhǎng)期以來，達(dá)拉布特蛇綠巖被國(guó)內(nèi)外學(xué)者作為重建古亞洲洋形成及構(gòu)造演化的研究對(duì)象(Chen Shi et al., 2013; 劉金霖，2014; Yang Gaoxue et al., 2015, 2019；Qiu Tian, 2017; 田亞洲等，2019；楊華燊，2020；李海等，2021)，對(duì)蛇綠巖形成的構(gòu)造背景取得了一些進(jìn)展和不同認(rèn)識(shí)。例如，①通過對(duì)全巖及礦物地球化學(xué)研究認(rèn)為蛇綠巖形成于弧前盆地(楊華燊，2020; Zhu Qingmin et al., 2021)；②認(rèn)為達(dá)拉布特MORE型巖石形成于洋中脊環(huán)境(雷敏等，2008)；③根據(jù)鉻鐵礦中含水礦物包裹體以及鉻鐵礦與拉斑玄武巖的相關(guān)性認(rèn)為形成于受俯沖作用影響的弧后盆地(田亞洲，2015a)；④根據(jù)蛇綠巖兩側(cè)地層巖性(陳石和郭召杰，2010)和地球物理探測(cè)(李海等，2021)認(rèn)為是殘余洋盆的閉合導(dǎo)致蛇綠巖構(gòu)造侵入等，現(xiàn)階段研究表明對(duì)達(dá)拉布特蛇綠巖形成的大地構(gòu)造背景和俯沖模式的認(rèn)識(shí)依舊分歧很大。近年來，隨著蛇綠巖鉻鐵礦中金剛石等超高壓、強(qiáng)還原性和殼源礦物的發(fā)現(xiàn)(Yang Jingsui et al., 2007, 2021; Robinson et al., 2015) ，又增加了深部地幔以及俯沖再循環(huán)物質(zhì)參與了蛇綠巖的形成及演化的新問題。作為古洋殼的殘留，蛇綠巖無論在其早期的形成和后期的侵位過程中，都可能受到海底熱液或俯沖流熔體的參與，并可能導(dǎo)致其地幔源區(qū)的物質(zhì)組成發(fā)生改變。如何識(shí)別地幔中存在的不同物源及產(chǎn)生的影響，成為判別蛇綠巖形成構(gòu)造環(huán)境的一個(gè)值得重視的問題。

圖 2 西準(zhǔn)噶爾中部地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993 修改)Fig. 2 Simplified geological map of the central West Junggar (modified after Bureau of Geology and Mineral Resources of Xinjiang, 1993#)

基于地幔中虧損或再富集事件對(duì)地幔橄欖巖的改造，其礦物的主微量及同位素特征保留了地幔演化、巖漿分異、部分熔融或是和流體/熔體之間相互作用的重要記錄，可以為探究蛇綠巖形成的大地構(gòu)造背景提供有力的依據(jù)(Birner et al., 2017; Rogkala et al., 2019)。隨著近年來礦物原位測(cè)試技術(shù)的提高，使得礦物氧同位素(王靜等， 2020)變化可以被準(zhǔn)確識(shí)別。鑒于氧同位素在地幔與地殼中存在顯著的差異，以及受俯沖地殼影響的地幔巖石會(huì)產(chǎn)生明顯的氧同位素改變，地幔巖石的氧同位素組成的變化可以有效地用來識(shí)別地幔中俯沖殼源物質(zhì)再循環(huán)記錄(Liu Chuanzhou et al., 2014)。據(jù)此，筆者等以達(dá)拉布特地幔橄欖巖為研究對(duì)象，在巖石學(xué)、礦物學(xué)及地球化學(xué)研究的基礎(chǔ)上結(jié)合礦物氧同位素特征，擬對(duì)達(dá)拉布特蛇綠巖形成的大地構(gòu)造背景給出新的制約。

1 達(dá)拉布特蛇綠巖地質(zhì)特征

西準(zhǔn)噶爾地區(qū)位于中亞造山帶的西南緣(圖1a)，區(qū)內(nèi)廣泛出露早古生代以來的沉積地層，其中以石炭系半深?！箨懫葡嗷鹕健樾汲练e建造為主。區(qū)內(nèi)地層普遍受到晚石炭系花崗巖熔體的侵入(龔一鳴和縱瑞文，2015)(圖2)。通過鋯石U-Pb定年確定花崗巖體的侵入時(shí)限在310～295 Ma(韓寶福等， 2006; Geng Hongyan et al., 2009)。區(qū)內(nèi)從北到南發(fā)育了巴爾雷克、瑪依勒、達(dá)拉布特等左行走滑斷裂，斷裂以NE—SW走向平行分布，對(duì)區(qū)內(nèi)蛇綠巖的分布產(chǎn)生了影響(Choulet et al., 2012; 陳宣華等， 2014)。沿?cái)嗔炎呦虺雎栋蜖柪卓?21 Ma(溫志剛等，2016)、瑪依勒572 Ma(Yang Gaoxue et al., 2012)、克拉瑪依414 Ma(徐新等， 2006)、達(dá)拉布特392 Ma(辜平陽等，2009)等多條古生代蛇綠混雜巖帶，其年齡范圍從寒武紀(jì)至早泥盆世。這些蛇綠巖被認(rèn)為產(chǎn)在西伯利亞板塊和哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊匯聚而成的古生代造山帶，是研究古亞洲洋演化的天然實(shí)驗(yàn)室。

圖3 西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特蛇綠巖分布簡(jiǎn)圖(據(jù)李行等， 1987)Fig. 3 Spatial distribution map for the Darbute ophiolite from West Junggar (after Li Hang et al., 1987&)

圖4 西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特地幔橄欖巖礦物背反射圖像(a、b)和顯微照片(c、d、e、f、g、h)Fig. 4 Back-scattered electron image(a, b) and photomicrographs(c, d, e, f, g, h) of mineral for mantle peridotite from Darbute, West Junggar圖(b)來自純橄巖；圖(a、c、d、e、f、g、h)來自方輝橄欖巖。 Srp—蛇紋石； Spl—尖晶石； Opx—斜方輝石； Cpx—單斜輝石； Ol—橄欖石Fig. (b) is from dunites; Fig (a, c, d, e, f, g, h) are from the harzburgites. Srp—serpentine; Spl—spinel; Opx—orthopyroxene; Cpx—clinopyroxene; Ol—olivine

西準(zhǔn)噶爾中部地區(qū)位于西準(zhǔn)噶爾北部的謝米斯臺(tái)斷裂與南部的巴爾雷克斷裂、瑪依勒斷裂和達(dá)爾布特?cái)嗔阎g(圖2)。該地區(qū)出露泥盆紀(jì)至早石炭世海相地層以及達(dá)拉布特與白堿灘兩條蛇綠混雜巖帶，且廣泛發(fā)育晚石炭世至早二疊世花崗巖侵入體(Zhu Qingmin et al., 2021)。被認(rèn)為是泥盆紀(jì)至早二疊世洋陸轉(zhuǎn)換的產(chǎn)物。其中，達(dá)拉布特蛇綠巖帶以NE—SW走向展布于達(dá)拉布特?cái)嗔褞П眰?cè)， 大致平行于達(dá)拉布特?cái)嗔褞?圖2)。蛇綠巖呈北東走向延至白楊溝，而南西方向因廟兒溝花崗巖體的侵位所截，全長(zhǎng)近100 km，寬約5 km，最寬處可達(dá)8 km，總出露面積約50 km2，是新疆境內(nèi)目前為止所發(fā)現(xiàn)面積最大的蛇綠巖帶(Choulet et al., 2012; 陳石等， 2016; 林偉等， 2017; 王國(guó)燦和張攀， 2019)。帶中包括了10個(gè)不同規(guī)模的超鎂鐵巖體，從北東到南西向依次為：木哈塔依、鯨魚、薩爾托海、達(dá)拉布特、科果拉、坎土拜拉、蘇魯喬克、阿克巴斯套和阿音巴斯套等(圖3)。達(dá)拉布特蛇綠巖受后期強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，蛇綠巖原有層序被破壞，其內(nèi)部組構(gòu)復(fù)雜。原來下部層序的鐵鎂質(zhì)或超鐵鎂質(zhì)巖石逆沖至復(fù)理石沉積地層之上，或者蛇綠巖頂部的深海沉積物和枕狀玄武巖被洋殼底部或地幔橄欖巖覆蓋(陳石和郭召杰，2010)。蛇綠巖帶內(nèi)原有層序被破壞，不同類型的巖性混雜在一起呈蛇綠混雜巖帶(李行等，1987)。前人通過對(duì)不同基性巖的年代學(xué)研究分別獲得獲得391±6 Ma(辜平陽等， 2009)、391±6 Ma，368±11 Ma 和 375±2 Ma(楊高學(xué)，2012)、392.5±2.9 Ma(田亞洲等，2015b)的達(dá)拉布特蛇綠巖的年齡，其年齡在西準(zhǔn)噶爾地區(qū)眾多蛇綠巖中最年輕，被認(rèn)為是板塊碰撞最終結(jié)合部位(朱寶清等，1994)。達(dá)拉布特蛇綠巖分別與下石炭統(tǒng)太勒古拉組、上石炭統(tǒng)包古圖組以及希貝庫拉斯組的沉積地層相鄰，它們分別位于蛇綠巖的南北兩側(cè)，巖性為凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖夾紫紅色玄武巖、安山巖、火山角礫巖和硅質(zhì)巖(李海等，2021)。通過化石、沉積學(xué)研究認(rèn)為兩側(cè)地層呈濱海相。兩側(cè)地層年代學(xué)時(shí)代為上石炭世(宋春暉等，1996)。根據(jù)對(duì)侵入花崗巖體的研究發(fā)現(xiàn)達(dá)拉布特蛇綠巖內(nèi)部及兩側(cè)的花崗巖侵入年齡在310 Ma左右，達(dá)拉布特蛇綠巖中阿克巴斯套巖體被阿克巴斯套花崗巖體所截，兩者為侵入接觸(蘇玉平等，2006)。阿克巴斯套花崗巖體鋯石U-Pb定年結(jié)果為303 ± 3 Ma(蘇玉平等，2006; 韓寶福等， 2006)，薩爾托海蛇綠巖受到也格孜卡拉花崗巖的侵入，也格孜卡拉花崗巖鋯石SHRIMP U-Pb 年齡測(cè)定確定的侵入時(shí)限為308 ± 3 Ma(陳石等, 2010)。并在其中發(fā)現(xiàn)埃達(dá)克巖、高鎂閃長(zhǎng)巖等組合，據(jù)此有學(xué)者提出這一期A型花崗巖侵入形成于洋脊俯沖，認(rèn)為俯沖階段的板片窗效應(yīng)作用導(dǎo)致軟流圈物質(zhì)上涌形成拉斑質(zhì)和堿性巖漿(Geng Hongyan et al., 2009; 劉希軍等，2009)。然而，洋脊俯沖意味著下插洋脊受新生洋殼的推動(dòng)，達(dá)拉布特蛇綠巖在年齡上是西準(zhǔn)噶爾地區(qū)最年輕的蛇綠巖，區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)上未發(fā)現(xiàn)較新洋殼(陳石等，2010)。也有學(xué)者認(rèn)為侵入的花崗巖質(zhì)巖漿形成于后碰撞階段的造山后伸展背景下(韓寶福等， 2006；Geng Hongyan et al., 2009)。在薩爾托海蛇綠巖侵入的也格孜卡拉花崗巖被認(rèn)為是典型的“釘合巖體”，它的侵入年代可以約束達(dá)拉布特蛇綠巖侵位年代在308 ± 3 Ma之前(陳石等，2010)。

2 蛇綠巖地幔橄欖巖的特征

達(dá)拉布特蛇綠巖所出露的各巖石單元較全，但受后期構(gòu)造作用的改造呈混雜堆積。巖石普遍蛇紋石化。超鎂鐵質(zhì)巖石類型有方輝橄欖巖、純橄欖巖、二輝橄欖巖，其中以方輝橄欖巖為主，純橄欖巖與二輝橄欖巖較少，常常以透鏡狀產(chǎn)于方輝橄欖巖中。而在鐵鎂質(zhì)巖方面分別為橄長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、枕狀熔巖和塊狀玄武巖。其中橄長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖以巖脈形式侵入地幔巖中。筆者等測(cè)試樣品來自達(dá)拉布特蛇綠巖帶中部的薩爾托海方輝橄欖巖。

達(dá)拉布特超鎂鐵質(zhì)巖類以方輝橄欖巖為主，且普遍發(fā)育強(qiáng)烈的蛇紋石化，蛇紋石通常發(fā)育于巖石表面或沿破裂面分布，僅保留少量較新鮮方輝橄欖巖。所采樣品方輝橄欖巖表面呈黑綠色、灰綠色或土黃色。由于礦物間的差異風(fēng)化，巖石表面斜方輝石顆粒相對(duì)凸起。巖石為塊狀構(gòu)造，細(xì)—中粒結(jié)構(gòu)。其中尖晶石含量<3%，常與單斜輝石以蠕蟲狀交互伴生(圖4a、d、f)；單斜輝石含量<3%，與尖晶石緊密伴生，呈他形，粒徑50～200 μm(圖4c、d)；斜方輝石含量15%～20%，粒徑1～4 mm，呈渾圓狀或以港灣狀與橄欖石或單斜輝石伴生。沿邊緣及解理縫發(fā)育蛇紋石化(圖4g)，部分斜方輝石完全蛇紋石化，多呈假象；橄欖石含量75%～80%，多為半自形，粒徑1～3 mm，普遍發(fā)育碎裂結(jié)構(gòu)，部分波狀消光，通常沿裂隙發(fā)育蛇紋石化(圖4h)，受強(qiáng)烈蛇紋石化影響的橄欖石呈島狀。橄欖石蝕變形成的纖維狀蛇紋石集合體呈網(wǎng)狀、環(huán)狀分布。部分橄欖石呈渾圓狀包裹在斜方輝石中(圖4g)。

3 測(cè)試方法

尖晶石、橄欖石、單斜輝石單礦物的電子探針分析在東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，測(cè)試分析儀器型號(hào)為 JXA-8100，工作時(shí)加速電壓為 15.0 kV，探針束流為 20 nA，電子束斑直徑為 5 μm。

橄欖石微量元素含量在中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用LA-ICP-MS分析完成。基于ReSolusion 193 nm激光剝蝕系統(tǒng)與Agilent 7700x電感耦合等離子質(zhì)譜完成測(cè)試。氦氣作載氣，每個(gè)采集周期包括30 s的空白信號(hào)和60 s的樣品信號(hào)。分析方法：①外標(biāo)樣選擇：橄欖石以NIST 610.T1-G, StHs6/8, GOR128-G為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。標(biāo)樣的元素含量依據(jù)GeoReM 數(shù)據(jù)庫(http：//georem.mpch-mainz.gwdg.de/)。②都采用多外標(biāo)、無內(nèi)標(biāo)法(Liu Yongsheng et al., 2008)對(duì)元素含量進(jìn)行定量計(jì)算。樣品的數(shù)據(jù)均采用多外標(biāo)、無內(nèi)標(biāo)法校正，選用29Si作為歸一化元素。③對(duì)分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對(duì)樣品和空白信號(hào)的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量計(jì)算)采用軟件ICPMSDataCal (Liu Yongsheng et al., 2008, 2010)完成。

橄欖石、單斜輝石、斜方輝石的原位氧同位素分析是在北京核工業(yè)地質(zhì)研究所用Cameca IMS-1280 SIMS獲得。氧同位素分析時(shí)Cs+離子被用作一次離子轟擊樣品顆粒，轟擊能量為20 kV，離子束的強(qiáng)度為13～46 nA，束斑大小為10～15 μm，視場(chǎng)光闌寬度設(shè)置為6×6 mm, 入口狹縫寬約120 μm, 能量狹縫寬度為40 eV，質(zhì)量分辨率為2400(50%峰寬)。利用兩個(gè)法拉第杯同時(shí)采集16O和18O的信號(hào)，放大電路的高阻分別為1010Ω和1011Ω，16O信號(hào)的強(qiáng)度范圍為16×109～35×109cps(每秒計(jì)數(shù))，方法詳細(xì)描述可參考(Li Xianhua et al., 2010; Tang Guoqiang et al., 2019)。針對(duì)不同礦物分別采用06JY31CPX、06JY31OPX、06JY34OL標(biāo)樣校正儀器。橄欖石標(biāo)樣06JY34OL的δ18O值+5.25‰；單斜輝石標(biāo)樣06JY31CPX的δ18O值+5.19‰；斜方輝石標(biāo)樣δ18O值+5.54‰(Tang Guoqiang et al., 2019)。

4 礦物主、微量特征

筆者等選取達(dá)拉布特方輝橄欖巖11件樣品進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果結(jié)果如下。

圖5 西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特方輝橄欖巖橄欖石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖與原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖Fig. 5 Chondrite-normalized REE pattern and primitive mantle-normalized trace element diagrams for olivine in harzbourgite from Darbute, West Junggar 原始地幔數(shù)據(jù)與球粒隕石值來自(McDonough et al., 1995)Chondrite normalization values and primitive mantle-normalization values are from (McDonough et al., 1995)

表1 西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特方輝橄欖巖中橄欖石主要元素特征(%)Table 1 The characteristics of major elements of olivine in harzbourgite from Darbute of West Junggar(%)

4.1 橄欖石

橄欖石電子探針測(cè)試共14個(gè)點(diǎn)，測(cè)試結(jié)果見表1。方輝橄欖巖中橄欖石Fo值位于90.34%～90.98%，為典型的鎂橄欖石。方輝橄欖巖的NiO含量為0.367%～0.531%，橄欖石MnO含量在0.09%～0.14%。

方輝橄欖巖橄欖石LA-ICP-MS測(cè)試共8個(gè)點(diǎn)，稀土及微量元素測(cè)試結(jié)果見表2。方輝橄欖巖橄欖石稀土與微量元素總體含量較低，呈輕稀土虧損配分模式。微量元素中流體活動(dòng)性元素U、Pb、Li元素相對(duì)富集。而Nb、La、Sr、Zr、Y元素相對(duì)虧損。不相容元素V含量0.55×10-6～3.26×10-6、Ca含量< 264×10-6低于正常地幔橄欖石V含量12×10-6～76×10-6、Ca含量785×10-6～1284×10-6(Witt-Eickschen and O’Neill, 2005 )。而Li含量<1.72 ×10-6、Sc含量2.71×10-6～4.81×10-6，與普蘭虧損的地幔橄欖巖相當(dāng)Li含量0.52×10-6～2.95×10-6、V含量0.36×10-6～4.25×10-6、Sc含量2.20×10-6～7.50 ×10-6(Su Benxun et al., 2019)。可能為部分熔融后的殘余組分。

表2 西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特方輝橄欖巖中橄欖石微量稀土元素含量(×10-6)Table 2 The characteristics of trace elements and REE content for olivine in harzbourgite from Darbute of West Junggar (×10-6)

4.2 尖晶石

尖晶石電子探針測(cè)試共13個(gè)點(diǎn)，測(cè)試結(jié)果見表3。高Cr尖晶石Cr#>0.6，而高Al尖晶石Cr#<0.6(Zhou Meifu et al., 2014)。方輝橄欖巖尖晶石Al2O3含量在24.24%～29.99%之間，Cr2O3的含量40.55%～43.85%，其Cr#值在0.47～0.51，為高Al尖晶石，與Kzldag方輝橄欖巖中尖晶石Cr#值0.45～0.51相似(Chen Chen et al., 2018)。MgO含量12.16%～13.14%，F(xiàn)eO含量15.82%～21.52%， Mg#值55%～58%。方輝橄欖巖尖晶石Fe3+#較低< 2.43，可能代表部分熔融導(dǎo)致的Fe3+的流失(Canil et al., 1994)，TiO2含量0.01～0.04%，在地幔橄欖巖范圍內(nèi)TiO2<0.72%，F(xiàn)e3+#< 10(Ghosh et al., 2012)。

4.3 單斜輝石

單斜輝石電子探針測(cè)試共16個(gè)點(diǎn)，測(cè)試結(jié)果見表4。MgO含量16.05%～20.12%，平均16.97%，F(xiàn)eO在1.69%～3.43%，Mg#值為90.74～94.27與Kzldag初始俯沖地幔橄欖巖單斜輝石Mg#值92～94相似(Su Benxun et al., 2020)。CaO含量17.21%～23.89%，平均22.62%；Cr2O3在1.05%～1.24%之間；Al2O3在2.51%～3.92%之間，低于深海地幔橄欖巖，TiO2含量<0.03%，與弧前地幔橄欖巖相似(Pagé et al., 2008)。

5 礦物原位氧同位素特征

達(dá)拉布特方輝橄欖巖中礦物氧同位素SIMS測(cè)試共38個(gè)點(diǎn)，其中橄欖石16個(gè)點(diǎn)，單斜輝石14個(gè)點(diǎn)，斜方輝石8個(gè)點(diǎn)，氧同位素測(cè)試結(jié)果見表5，分別為：橄欖石δ18Oolivine值為+5.1‰～+6.2‰，平均值+5.8‰；單斜輝石δ18Ocpx值為+5.6‰～+6.9‰，平均值+6.2‰；斜方輝石δ18OOpx值為 +5.3‰～+5.7‰ ，平均值+5.5‰；橄欖石和單斜輝石都整體高于正常地幔橄欖石δ18OOl值5.18 ± 0.28‰和單斜輝石δ18Ocpx平均值+5.69‰(Mattey et al., 1994)，且具有較大的變化范圍。而斜方輝石的δ18OOpx值位于正常地幔范圍內(nèi)且相對(duì)均一。礦物間氧同位素分餾系數(shù)Δ18Ocpx—olivine平均+0.4‰、Δ18OOpx—olivine平均-0.3‰、Δ18OOpx—cpx平均-0.7‰，顯著區(qū)別于正常地幔Δ18Ocpx—olivine、Δ18OOpx—olivine和Δ18OOpx—cpx分別平均為0.4‰、0.5‰和0.1‰(Xu Yigang et al., 1996；Chazot et al., 1997)。

表3 西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特方輝橄欖巖中尖晶石主要元素特征(%)Table 3 The characteristics of major elements of splines in harzbourgite from Darbute of West Junggar(%)

表4 西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特方輝橄欖巖單斜輝石電子探針分析結(jié)果(%)Table 4 The characteristics of major elements of clinopyroxenes in harzbourgite from Darbute of West Junggar(%)

6 地幔橄欖巖成因特征

6.1 部分熔融過程及特征

橄欖石中Ni、Co和Mn不受變質(zhì)作用的影響，因此，Ni/Co和Ni/Mn值可用于區(qū)分地幔部分熔融和巖漿結(jié)晶分異(Wang Jing et al., 2021)。熔融殘留的橄欖石中Ni/Co與 Ni/Mn值，大于硅酸鹽地球(BSE)Ni/Co值20，Ni/Mn值2(McDonough et al., 1995)，并與早期虧損地幔的研究報(bào)告的數(shù)值一致(Sobolev et al., 2007)，而巖漿分離結(jié)晶的橄欖石顯示較低的Ni/Co和Ni/Mn值(分別<20和<2)。達(dá)拉布特地幔橄欖巖中橄欖石Ni/Co值為21～22，Ni/Mn值為3.0～7.8，大于硅酸鹽地球Ni/Co與 Ni/Mn值，呈熔融殘余特征。此外，樣品中不相容元素V含量0.55×10-6～3.26×10-6、Ca含量< 264×10-6相對(duì)正常地幔橄欖石V含量12×10-6～76×10-6、Ca含量785×10-6～1284×10-6更低(Witt-Eickschen and O’Neill, 2005 )，代表部分熔融后虧損的殘余組分。

隨熔融程度逐步提高，單斜輝石率先熔融消耗，因此地幔橄欖巖中單斜輝石的含量可作為部分熔融程度的指標(biāo)(Dick et al., 1984a)。巖石中單斜輝石含量與尖晶石的形態(tài)變化隨巖石部分熔融程度變化而改變，部分熔融程度由低到高的過程中尖晶石由半自形、細(xì)粒(二輝橄欖巖體)→他形、粗粒(含單斜輝石方輝橄欖巖)→他形、蠕蟲狀(方輝橄欖巖)，而單斜輝石含量逐漸減少(Leblanc, 1980; 趙斌等，2020)。本文方輝橄欖巖中尖晶石以蠕蟲狀和他形的單斜輝石共生(圖4a、d、f)，單斜輝石含量<3%以副礦物產(chǎn)出。指示了方輝橄欖巖和純橄巖都經(jīng)歷過較高程度的部分熔融作用。

表5 西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特方輝橄欖巖單斜輝石、橄欖石、斜方輝石氧同位素

圖6 西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特方輝橄欖巖(a)尖晶石Cr# —橄欖石Fo圖解與(b)尖晶石Cr# — TiO2圖解Fig. 6 Illustration of (a) spinel Cr# — olivine Fo and (b) spinel Cr# — TiO2 in harzburgites from Darbute of West Junggar深海地幔橄欖巖(ABP)區(qū)域據(jù)文獻(xiàn)(Dick et al., 1984a)；弧前地幔橄欖巖(FAP)及被動(dòng)大陸邊緣區(qū)域來自(Pearce et al., 2000)；橄欖石—尖晶石地幔序列(OSMA)區(qū)域來自(Arai, 1994)；弧后地幔橄欖巖區(qū)域來自(Lian Dongyang et al., 2016); Kzldag方輝橄欖巖數(shù)據(jù)來自(Chen Chen et al., 2018)；南公珠錯(cuò)方輝橄欖巖來自(張利等，2016)；Nui Nua方輝橄欖巖來自(Ngo et al., 2016)abyssal mantle peridotite region according to (Dick et al., 1984a); fore-arc mantle peridotites and the passive continental margin from (Pearce et al., 2000); The mantle olivine array (OSMA) is from (Arai, 1994); Back-arc mantle peridotite region according to (Lian Dongyang et al., 2016); Kzldag harzburgites data from (Chen Chen et al., 2018); South Gongzhucuo harzburgites from (Zhag Li et al., 2016&); Nui Nua harzburgites from (Ngo et al., 2016)

圖7 西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特方輝橄欖巖中橄欖石和輝石氧同位素組成(1000℃與1200℃的平衡分餾線來自Chiba et al., 1989)Fig. 7 Oxygen isotopic composition in olivine and pyroxenes in harzburgites for Darbute from West Junggar(the equilibrium fractionation lines at 1000℃ and 1200℃ are from Chiba et al., 1989)

由于Cr和Al在部分熔融過程具有不同的相容性，Cr是相容元素，而Al不相容(Dick et al., 1984b)。本文方輝橄欖巖尖晶石的Cr2O3含量隨部分熔融程度升高的趨勢(shì)而Al2O3含量下降，呈負(fù)相關(guān)關(guān)系如(圖8c)，代表方輝橄欖巖受部分熔融的影響。尖晶石中 Cr、Al較大的變化反應(yīng)用 Cr#值100 Cr/(Cr+Al)表現(xiàn)。隨著寄主巖石部分熔融程度的增加，Cr#值也隨之增加，因此 Cr#值被用來指示地幔虧損程度(鮑佩聲等， 1999)。根據(jù)Hellebrand等(2001)提出Cr#<0.6尖晶石部分熔融程度計(jì)算公式：F= 10 × ln(Cr#)+ 24，F(xiàn)代表部分熔融程度，Cr#值為鉻尖晶石中 Cr/(Cr+Al)。帶入達(dá)拉布特方輝橄欖巖尖晶石的Cr#值可得到方輝橄欖巖部分熔融程度16%～17%。在尖晶石Mg#— Cr#圖解與Cr#— TiO2圖解中方輝橄欖巖的部分熔融程度大致20%(圖8a)。此外，橄欖石的Fo值和尖晶石中Cr#值n(Cr)/[n(Cr)+n(Al)]的組成關(guān)系可以被用于表征巖漿源區(qū)的虧損程度及不同構(gòu)造背景下部分熔融的差異(Arai et al.，1998)。本文中方輝橄欖巖尖晶石 Cr#— 橄欖石 Fo 圖解與Cr#— TiO2圖解中顯示具有較高的部分熔融程度>20%，代表了部分熔融后虧損的殘余組分(圖6a、b)。

圖8 西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特方輝橄欖巖中尖晶石圖解(圖a據(jù)Chen Chen et al., 2018；圖b 據(jù)Kamenetsky et al., 2001；圖c、d 據(jù)Lian Dongyang et al., 2016)Fig. 8 Illustration of spinel in harzburgites from Darbute of West Junggar (Fig. a according to Chen Chen et al., 2018; Fig. b according to Kamenetsky et al., 2001; Fig. c, d according to Lian Dongyang et al., 2016)高Cr與高Al尖晶石數(shù)據(jù)來自(Zhou Meifu et al., 2014)；Kzldag方輝橄欖巖數(shù)據(jù)來自(Chen Chen et al., 2018)；南公珠錯(cuò)方輝橄欖巖來自 (張利等，2016)；Nui Nua方輝橄欖巖來自(Ngo et al., 2016)High Cr and high Al spinel data from (Zhou Meifu et al., 2014); Kzldag harzburgites data from (Chen Chen et al., 2018); Nan Gongzhucuo harzburgites from (Zhang Li et al., 2016&); Nui Nua harzburgites from (Ngo et al., 2016)

6.2 礦物氧同位素特征對(duì)交代熔流體的約束

巖石和礦物的氧同位素組成可有效限制巖石成因條件、機(jī)制、巖漿源和任何可能的流體—圍巖相互作用(Liu Chuanzhou et al., 2014)。地殼中不同組分的氧同位素具有較大差異，蝕變洋殼δ18O值為0～+12‰、碎屑沉積物δ18O 值為+12‰～+20‰、碳酸鹽和硅酸鹽中遠(yuǎn)洋沉積物δ18O值為+20‰～25‰(Eiler et al., 1998)。相對(duì)于近地表低溫環(huán)境下水—巖反應(yīng)所造成的巖石大范圍δ18O 變化，上地幔巖石的δ18O具有相對(duì)均一的值，正常地幔的總體δ18O為+5.5 ± 0.4‰(Mattey et al., 1994)。正常地幔中不同礦物的氧同位素被很好的限制在特定范圍內(nèi)，其中橄欖石5.18 ± 0.28‰，在+4.8‰～+5.5‰之間；單斜輝石δ18Ocpx值+5.4‰～+6.1‰，平均+5.69‰；斜方輝石δ18Ocpx范圍內(nèi)+5.25‰～+5.9‰，平均+5.57‰(Mattey et al., 1994；Chazot et al., 1997)。輝石與橄欖石相比具有較高δ18O值，礦物之間的氧同位素分餾也十分有限：Δ18Ocpx—olivine、Δ18OOpx—olivine和Δ18OOpx—cpx分別平均為0.4‰、0.5‰和0.1‰(Xu Yigang et al., 1996；Chazot et al., 1997)。地幔巖石或原始幔源巖漿中δ18O偏離正常地幔δ18O值5.5 ± 0.4‰范圍或是礦物之間氧同位素的不平衡的現(xiàn)象都被認(rèn)為是受到流體、熔體交代作用的影響，其形成或演化過程受到外來組分的參與或改造。因此，地幔橄欖巖的氧同位素組成可以很好地示蹤上地幔發(fā)生的許多地質(zhì)過程，是指示其原巖或來源的敏感指標(biāo)(張宏福等，2008)。達(dá)拉布特方輝橄欖巖中各礦物的氧同位素值分別為：橄欖石δ18Oolivine值+5.1‰～+6.2‰，平均+5.8‰；單斜輝石δ18Ocpx值+5.6‰～+6.9‰，平均+6.2‰；而斜方輝石δ18OOpx值+5.3‰～+5.7‰ ，平均+5.5‰，在正常地幔的斜方輝石δ18Ocpx范圍內(nèi)+5.25‰～+5.9‰，平均+5.57‰(Mattey et al., 1994)。橄欖石與單斜輝石整體高于正常地幔值且具有較大的變化范圍，而斜方輝石的δ18OOpx值位于正常地幔范圍內(nèi)且相對(duì)均一。Δ18OOpx—olivine平均-0.3‰，Δ18OOpx—cpx平均-0.7‰，顯著區(qū)別于正常地幔Δ18OOpx—olivine和Δ18OOpx—cpx的平均值分別為0.5‰和0.1‰(Xu Yigang et al., 1996；Chazot et al., 1997)，表現(xiàn)出礦物之間氧同位素不平衡(圖7a、b)。

鑒于達(dá)拉布特地幔橄欖巖普遍蛇紋石化，在討論橄欖石微量特征以及礦物氧同位素特征所代表的地質(zhì)背景時(shí)需要甄別礦物中元素與同位素變化是地幔內(nèi)熔流體作用還是近地表低溫?zé)嵋何g變導(dǎo)致。橄欖石在水溶液中比輝石具有更高的溶解度，其反應(yīng)速率比輝石更快(李靜超等， 2019)。我們通過橄欖石的主微量成分特征探討蛇紋石化對(duì)樣品中礦物的影響。橄欖石的蛇紋石化會(huì)導(dǎo)致主量成分Al2O3上升而NiO下降，微量元素中Sr、As、Sb上升而Li、Cs下降(黃瑞芳等，2013)，蝕變的橄欖石中Li含量0.24×10-6～0.36×10-6、Cr含量184×10-6～388×10-6、Ti含量10.1×10-6～46.0×10-6(Su Benxun et al., 2019)。本文方輝橄欖巖樣品中并未觀察到相似變化。橄欖石微量元素以及礦物中的氧同位素特征代表地幔中熔流體作用的影響。

斜方輝石中的δ18OOpx位于正常地幔范圍且相對(duì)均一，同位素組成沒有明顯的后期改造特征，這可能是方輝橄欖巖中分析測(cè)試的斜方輝石顆粒較大的>1 mm粒徑的原因，使得它在熔流體作用下具有更強(qiáng)的抗改造能力。因此斜方輝石的氧同位素組成代表方輝橄欖巖初始δ18O在正常地幔范圍內(nèi)。而橄欖石與單斜輝石中δ18O值顯著地高于正常地幔范圍，說明作為部分熔融殘余的地幔橄欖巖在形成后又受到高δ18O熔流體的交代作用影響。與橄欖石相比，單斜輝石δ18O具有變化范圍更大且更高的δ18O值。這與交代作用中橄欖石相對(duì)穩(wěn)定，不易受后期熔/流體作用影響的特征相符( 李佩等，2012；Tang Yanjie et al., 2014)。地幔中的氧同位素在高溫條件下趨于均一化(Liu Chuanzhou et al., 2014)。由于橄欖石是受亞固相元素?cái)U(kuò)散作用最小的礦物，因此最有可能在交代后元素?zé)釘U(kuò)散過程中保留前期熔/流體特征的影響(蘇本勛等，2021)。橄欖石較單斜輝石具更低且穩(wěn)定的氧同位素δ18O說明在受高δ18O熔流體交代后迅速冷卻，缺乏在持續(xù)高溫下擴(kuò)散至均一的過程，這也解釋了礦物以及礦物之間δ18O的不平衡，暗示交代介質(zhì)可能富水導(dǎo)致熔體迅速冷卻。在橄欖石和輝石氧同位素組成圖解中不同樣品的橄欖石與輝石之間δ18O投圖相對(duì)離散，與1000℃與1200℃的平衡分餾線相偏離(Chiba et al., 1989)(圖7a、b)。然而，方輝橄欖巖中橄欖石的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解以及微量元素蛛網(wǎng)圖解中都顯示橄欖石強(qiáng)烈的虧損，沒有表現(xiàn)出交代導(dǎo)致的LREE富集(圖5)。這與橄欖石中高δ18O的特征不符。由于俯沖板塊脫水形成的流體中微量元素含量比板塊熔融形成的熔體小3個(gè)數(shù)量級(jí)(Liu Chuanzhou et al., 2014)。橄欖石中兩種相互矛盾的特征可以被俯沖板塊脫水形成的流體交代解釋。

由俯沖帶進(jìn)入地幔中的俯沖板片是地幔中最顯著的殼源物質(zhì)來源，強(qiáng)烈地影響著地幔源區(qū)的物質(zhì)組成。與俯沖相關(guān)的流體及脫水后熔融的熔體在地幔中發(fā)生的巖漿作用成為制約幔源巖石地化特征的重要原因。鑒于上地殼普遍較高的δ18O值，方輝橄欖巖礦物及礦物間的δ18O異常，可能是俯沖地殼脫水形成的高δ18O流體與虧損地幔橄欖巖交代形成。

7 達(dá)拉布特地幔橄欖巖構(gòu)造背景

由于 Cr3+、Al3+、Ti4+在尖晶石中的擴(kuò)散速率低而較少受后期冷卻的亞固態(tài)再平衡作用影響，更多的保留形成初始時(shí)期的特征。因此，常被用來探究尖晶石形成的原生環(huán)境(Arai et al., 1998；趙慧等， 2019)。尖晶石Cr#值變化不僅能代表巖石部分熔融程度還可以反映巖石形成環(huán)境 (Dick et al., 1984b)。高Cr尖晶石與高Al尖晶石通常以Cr#= 0.6 為界，而鉻鐵巖中尖晶石Cr#值范圍較窄，高Cr尖晶石Cr#范圍0.70～0.81；高Al尖晶石Cr#范圍39～50(Zhou Meifu et al., 2014)。高Cr尖晶石與島弧環(huán)境下玻安質(zhì)熔體具有親緣性，而高Al尖晶石表現(xiàn)為洋中脊似MORB型熔體的影響(Kamenetsky et al., 2001; Zhou Meifu et al., 2014)。本文中方輝橄欖巖尖晶石Cr#值在0.47～0.51高于南公珠錯(cuò)洋中脊方輝橄欖巖Cr#值0.18%～0.24%，低于Nui Nua弧前方輝橄欖巖Cr#值0.70%～0.74%，位于高Cr與高Al尖晶石之間(圖8a)，與Kzldag方輝橄欖巖中尖晶石Cr#值0.45～0.51相似，后者被認(rèn)為形成于初始俯沖階段(Chen Chen et al., 2018)。在TiO2— Al2O3圖解中方輝橄欖巖尖晶石的Al2O3含量26.62%～29.99%位于洋中脊地幔橄欖巖與俯沖型地幔橄欖巖之間，與代表俯沖初始階段的Kzldag方輝橄欖巖相似(圖8b)。在Cr2O3— Al2O3圖解中，方輝橄欖巖全部落于深海橄欖巖與弧前橄欖巖的重合區(qū)域，靠近弧后地幔橄欖巖范圍(圖8c)。受俯沖物質(zhì)源區(qū)影響的地幔橄欖巖由于Fe2O3、CO2、H2O等含量的加入往往具有較高的Fe3+含量與氧逸度。部分熔融過程中Fe3+優(yōu)先進(jìn)入熔體中，使殘余地幔橄欖巖中Fe3+含量減少氧逸度下降(Canil et al., 1994)。尖晶石中Fe3+#、 Cr#值能約束形成的大地構(gòu)造背景(Lian Dongyang et al., 2016)。在Fe3+#— Cr#圖解中方輝橄欖巖尖晶石的Fe3+#較低，大多落于深海地幔橄欖巖與弧前地幔橄欖巖重合區(qū)域(圖8d)。

在橄欖石Fo —尖晶石Cr#圖解中，通過橄欖石Fo與尖晶石Cr#判別方輝橄欖巖的形成背景，本文中方輝橄欖巖樣品尖晶石Cr#高于南公珠錯(cuò)深海地幔橄欖巖，與Kzldag地幔橄欖巖相似都落于弧前與深海地幔橄的交匯處(圖6、8a)。尖晶石中TiO2的含量能反映熔體—巖石作用影響(Xiong Qing et al., 2017)。地幔橄欖巖與 MORE熔體的交代作用能顯著地提高尖晶石中TiO2的含量，而Cr#值變化不大，而與玻安質(zhì)熔體相互作用過程會(huì)導(dǎo)致TiO2與Cr#值提高，因此Cr#與 TiO2的組合被用來指示巖石形成及演化的構(gòu)造背景。在尖晶石Cr#— TiO2圖解中，方輝橄欖巖尖晶石樣品位于深海地幔橄欖巖、弧前地幔橄欖巖交匯范圍 (圖6b)。

圖9 西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特方輝橄欖巖中單斜輝石圖解(圖據(jù)Lian Dongyang et al., 2016)Fig. 9 Illustration of clinopyroxenes in harzburgites from Darbute (figure according to Lian Dongyang et al., 2016)深海地幔橄欖巖及弧前地幔橄欖巖據(jù) (Pagé et al., 2008); 南公珠錯(cuò)方輝橄欖巖來自(張利等，2016)； Song Ma 方輝橄欖巖(Ngo et al., 2016)； Kzldag方輝橄欖巖數(shù)據(jù)來自(Su Benxun et al., 2020)abyssal mantle peridotite and pre-arc mantle peridotite according to (Pagé et al., 2008); Nan Gongzhucuo harzburgites from (Zhang Li et al., 2016&); Song Ma harzburgites ( Ngo et al., 2016); Kzldag harzburgites data from (Su Benxun et al., 2020)

在單斜輝石Mg#— Al2O3、TiO2、Cr2O3、CaO圖解中本文方輝橄欖巖中單斜輝石位于南公珠錯(cuò)深海地幔橄欖巖與Song Ma弧前地幔橄欖巖之間，與Kzldag初始俯沖階段形成的地幔橄欖巖相似。

方輝橄欖巖中橄欖石與單斜輝石的高δ18O特征指示了俯沖帶環(huán)境的流體交代作用。代表了達(dá)拉布特地幔橄欖巖具有俯沖殼源物質(zhì)參與。方輝橄欖巖中尖晶石和單斜輝石的判別圖解都落于深海地幔橄欖巖與弧前地幔橄欖巖之間(圖6、圖8、圖9)。達(dá)拉布特地幔橄欖巖中方輝橄欖巖表現(xiàn)出由深海地幔橄欖巖向弧前地幔橄欖巖過度的趨勢(shì)。這種過渡特征代表了MORB型巖漿作用以及聚斂型板塊俯沖作用的共同影響。地幔橄欖巖中由深海至弧前特征的演化可以被俯沖初始階段的板塊活動(dòng)所解釋(Marchesi et al., 2016; 楊華燊，2020)。

結(jié)合達(dá)拉布特地幔橄欖巖礦物地球化學(xué)及其氧同位素特征，筆者等認(rèn)為達(dá)拉布特蛇綠巖形成于弧前初始俯沖環(huán)境。在板塊俯沖初始階段，由于板塊斷裂導(dǎo)致的壓力釋放導(dǎo)致軟流圈物質(zhì)減壓熔融形成類似MORB型巖漿。隨著板塊俯沖下沉，板塊脫水熔融形成的熔流體與上涌的軟流圈巖漿相互作用強(qiáng)烈地影響著上部地幔巖石的地化特征(Arculus et al., 2015；Stern and Gerya，2018)。俯沖板塊流體交代使得地幔橄欖巖經(jīng)歷更高程度的部分熔融，并導(dǎo)致橄欖石與單斜輝石的高δ18O特征，形成兼具深海與弧前地幔橄欖巖特征的方輝橄欖巖。

8 結(jié)論

筆者等結(jié)合礦物主微量及氧同位素測(cè)試分析對(duì)達(dá)拉布特地幔橄欖巖進(jìn)行研究。主要結(jié)論如下：

(1)達(dá)拉布特方輝橄欖巖中橄欖石Ni/Co值為21～22，Ni/Mn值為3.0～7.8具有部分熔融殘余的特征，此外，橄欖石中不相容元素相對(duì)于正常地幔橄欖石虧損，表明方輝橄欖巖為部分熔融的殘余組分。方輝橄欖巖中尖晶石Cr#為47～52、TiO2含量0.01%～0.04%，橄欖石Fo為90.34%～90.98%在部分熔融圖解中指示方輝橄欖巖經(jīng)歷>20%的部分熔融。

(2)方輝橄欖巖中橄欖石與單斜輝石中δ18O值整體高于正常地幔橄欖石和單斜輝石的δ18O范圍，礦物間氧同位素分餾系數(shù)Δ18OOpx—olivine平均-0.3‰、Δ18OOpx—cpx平均-0.7‰顯著區(qū)別于正常地幔表現(xiàn)為氧同位素不平衡，結(jié)合橄欖石中LREE虧損特征，認(rèn)為方輝橄欖巖可能經(jīng)歷了俯沖殼源物質(zhì)脫水形成的高δ18O流體的交代作用。

(3)尖晶石與單斜輝石的主量元素具有介于弧前與深海地幔之間的過渡型特征，與俯沖初始階段形成的地幔橄欖巖相似。結(jié)合礦物地球化學(xué)及其氧同位素特征，筆者等認(rèn)為達(dá)拉布特地幔橄欖巖為形成于弧前初始俯沖環(huán)境。板塊俯沖導(dǎo)致弧前擴(kuò)張形成新洋殼，上涌的軟流圈MORB-like熔體與俯沖殼源物質(zhì)熔融形成的溶/流體與地幔橄欖巖相互作用，形成達(dá)拉布特地幔巖橄欖巖。

致謝：本論文的研究得到東華理工大學(xué)楊東光教授對(duì)電子探針實(shí)驗(yàn)給予的幫助，中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所戴智慧研究員對(duì)LA-ICP-MS 實(shí)驗(yàn)給予的幫助，楊亞琦研究員與芮會(huì)超博士對(duì)本文進(jìn)行了認(rèn)真審閱，并提出了許多寶貴的意見，在此表示衷心的感謝！