三江特提斯保山地块晚古生代镁铁-超镁铁质岩石地幔源区性质:来自Mg同位素的约束

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中国西南三江特提斯的保山地块发育强烈的晚古生代(约320~280Ma)镁铁-超镁铁质岩浆作用,形成大面积分布(~1.2×10⁴km²)的大陆溢流玄武岩、镁铁-超镁铁质侵入岩体和辉绿岩墙,该期岩浆作用的地幔源区属性尚待准确约束。本文通过该区大陆溢流玄武岩和镁铁-超镁铁质侵入岩的Mg同位素研究,结合前人全岩主微量元素和Sr-Nd-Hf同位素,探究了保山地块的地幔源区交代属性。保山地块晚古生代大陆溢流玄武岩的<i>δ</i>²⁶Mg值变化较大(-0.36‰~+0.02‰,平均值-0.22‰),与(La/Sm)_N、Nb/Zr、MgO、CaO/Al₂O₃等指示岩浆过程的地球化学指标缺乏相关性,表明部分熔融和结晶分异对玄武岩的Mg同位素组成影响较小。这些玄武岩显示Sr-Nd同位素弱亏损特征且与SiO₂和MgO变化无相关性,表明未受到显著地壳混染作用影响,因此玄武岩Mg同位素的变化主要源于地幔源区的不均一性。通过与典型储库镁同位素值对比,提出保山大陆溢流玄武岩源自深部携带再循环的蚀变洋壳物质的地幔柱,蚀变洋壳和碎屑岩熔体共同造成了变化范围较大的Mg同位素特征(~0.38‰)和偏重同位素值(-0.19‰~+0.02‰)。少量样品具有轻Mg同位素的特征(-0.36‰~-0.30‰)以及较低的CaO/Al₂O₃比值(<0.7)和较高的Hf/Hf^*比值(1.1~1.4),指示出源区微弱的碳酸盐熔体贡献。相比之下,发育典型岩浆铜镍硫化物矿化的大雪山镁铁-超镁铁质侵入岩体的<i>δ</i>²⁶Mg较为均一,多数显示地幔值特征(-0.30‰~-0.19‰,平均值-0.25‰),表明其地幔源区与保山大陆溢流玄武岩不同。大雪山岩体具有富集的Sr-Nd同位素组成,以及变化较大的全岩γ_Os(t)值和锆石<i>ε</i>_Hf(<i>t</i>)值,表明岩体来源于交代富集岩石圈地幔且经历了强烈的地壳混染。相比于形成超大型铜镍硫化物矿床的金川和夏日哈木岩体,大雪山镁铁-超镁铁质岩体的地幔源区可能并未遭受强烈的碳酸盐沉积物交代,经历硅酸盐熔体交代形成的辉石岩地幔可能对于大雪山镍金属成矿更加重要。