西准噶尔达拉布特地幔橄榄岩弧前成因的矿物地球化学和氧同位素证据

达拉布特蛇绿岩位于中亚造山带西南缘,是古亚洲洋的扩张、俯冲、消减和闭合过程的产物,保留了洋盆形成及构造演化信息.前人对达拉布特蛇绿岩的形成大地构造背景始终未取得统一的认识.为探讨蛇绿岩所代表的构造演化过程,笔者等以达拉布特蛇绿岩中的地幔橄榄岩为研究对象,通过详细的矿物地球化学及其氧同位素研究,对达拉布特地幔橄榄岩成因及构造背景提出新的制约.达拉布特方辉橄榄岩中橄榄石Ni/Co值为21～22,Ni/Mn值为3.0～7.8具有部分熔融残余的特征,此外,橄榄石中不相容元素相对于正常地幔橄榄石亏损,表明方辉橄榄岩为部分熔融的残余组分.方辉橄榄岩中尖晶石Cr#为47～52、TiO2含量0.01％～0.04％,橄榄石Fo为90.34％～90.98％指示方辉橄榄岩经历>20％的部分熔融.方辉橄榄岩中橄榄石δ18 Oolivine值+5.1～+6.2‰、单斜辉石 δ18Ocpx值+5.6～+6.9‰,其变化范围较大且整体高于正常地幔中橄榄石和单斜辉石的 δ18 O值,矿物间氧同位素分馏系数Δ18 OOpx—olivine平均-0.3‰,Δ18 OOpx—cpx平均-0.7‰,显著区别于正常地幔中平衡的氧同位素分馏系数,具有明显的交代作用特征.结合方辉橄榄岩橄榄石中亏损的微量元素特征,认为方辉橄榄岩可能受到流体交代作用的影响,俯冲壳源物质脱水形成的高δ18 O流体交代地幔橄榄岩导致了矿物与矿物间不平衡的氧同位素特征.通过尖晶石与单斜辉石成分判别,尖晶石与单斜辉石的主量元素具有介于弧前与深海地幔之间的过渡型特征,与俯冲初始阶段形成的地幔橄榄岩相似.综合矿物地球化学与氧同位素特征,笔者等认为达拉布特地幔橄榄岩为形成于弧前初始俯冲环境.板块俯冲导致弧前扩张形成新洋壳,上涌的软流圈MORB-like熔体与俯冲壳源物质熔融形成熔/流体与地幔橄榄岩相互作用,形成达拉布特地幔橄榄岩.