峨眉山大火成岩省大理苦橄岩成因：橄榄石和熔体包裹体Sr-Pb同位素约束

The Emeishan large igneous province (LIP), which is located in southwest China, provides us a best opportunity to detect the material composition of the deep Earth. Though a lot of studies have focused on the Emeishan LIP, the components of the Emeishan LIP and the origin of each component is hotly debated, which is manly caused by that most previous studies only used the whole rock methodology. Whole rocks record only an average composition produced by complex petrogenesis involving crystal fractionation, magma mixing and crustal contamination. On the contrary, melt inclusion is little magma drop which is captured by crystallizing minerals. Thus, melt inclusion can represent the magma composition when its host mineral crystallizing. This project is planning to conduct systematical melt inclusion study on Dali picrite, which composes of the analyses of major and trace elements, Sr and Pb isotope of Dali olivine-hosted melt inclusions. This project will reveal 1) the components of the Emeishan LIP mantle source. 2) The origin of each component and 3) the indication for the formation of the Emeishan flood basalts.

大火成岩省是地质历史中大规模镁铁质岩浆侵位喷发的产物，是研究地球深部物质组成的天然载体。尽管国内外学者对出露于我国西南的峨眉山大火成岩省已开展了大量研究，然而对于其源区组成和各组分成因仍存在较大争议。造成这种争议的主要原因是前人多采用的是全岩的研究手段。全岩组成是包括矿物分离结晶，岩浆混合，地壳同化混染和风化蚀变等过程的综合产物，使用全岩研究不可避免存在多解性。而熔体包裹体是矿物结晶过程中捕获的岩浆液滴，可直接代表矿物结晶时的岩浆成分。本研究选取峨眉山大火成岩省中大理苦橄岩为研究对象，通过分析苦橄岩中橄榄石中的熔体包裹体的主微量元素，Sr和Pb同位素组成，及其寄主橄榄石的元素组成，来探讨峨眉山大火成岩省中溢流玄武岩的源区组分，以及各组分的成因，并用以制约峨眉山溢流玄武岩的成因。

本研究首先利用二次离子质谱技术建立了熔体包裹体微量元素测试方法。对五个玻璃标样测试结果显示，含量大于10ppm的元素的分析精度优于10%（2SD），含量小于10ppm的元素的分析精度优于15%（Er和Lu的分析精度优于20%）。所有元素的分析结果与推荐值的偏差小于20%。另外，本研究采用LA-MC-ICP- MS技术，建了熔体包裹体Sr同位素分析方法，多个玄武玻璃标样的测试结果与推荐值的偏差小于100 ppm。.对熔体包裹体的分析表明，尽管大理苦橄岩的Ti/Y比值变化比较小（~356-404，Wu et al., 2018），寄存于橄榄石中的熔体包裹体具有横跨低钛到高钛系列岩浆的Ti/Y比值（213-741）。熔体包裹体Pb-Sr同位素组成和微量元素比值（如Nb/U和Nb/La）具有较小的变化范围，且与Ti/Y比值没有展现出显著的相关性。这些特征暗示低钛和高钛岩浆具有相似的地幔源区。微量元素质量平衡计算指示其地幔源区由~84%来自下地幔的橄榄岩，~15%的再循环洋壳和~1%的远洋沉积物组成。对峨眉山大火成岩省和Karoo大火成岩省中的低钛和高钛岩浆进行微量元素部分熔融模拟。其结果显示，源区在较深部发生部分熔融形成的熔体具有高的Ti含量和Ti/Y比值，而在较浅部发生部分熔融形成的熔体具有低的Ti含量和Ti/Y比值。形成于不同深度不同部分熔融程度的熔体相互混合可以形成低钛向高钛成分上的连续变化趋势。本研究表明部分熔融压力和程度对部分熔融熔体的Ti含量和Ti/Y比值具有重要的影响。

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