西伯利亚雅库特地区岩石圈地幔特征

总结并对比了雅库特地区不同时代喷发的金伯利岩中橄榄岩包体的岩石学、矿物学、地球化学及年代学特征，确定了该地区360 Ma与160 Ma的岩石圈地幔在时代与厚度上有很大的不同。这一不同可能与西伯利亚克拉通1.9 Ga碰撞拼合事件有关，而与西南部约250 Ma的超级地幔柱事件无关。

关键词：克拉通；岩石圈地幔；橄榄岩；Re-Os同位素；地幔交代作用；减薄；雅库特地区；西伯利亚

中图分类号：P31；P58 文献标志码：A

Abstract： Siberian craton is one of the stable craton in the world. Yakutia area， which locates in the northeast of Siberian craton， has a large number of kimberlite outcrops and is also one of the important place of diamond deposit. Previous studies displaced that diamond only occurred in the kimberlite erupted in 360 Ma， but the kimberlites erupted in 160 Ma had no diamond occurrence， indicating the character change of sub-continental lithospheric mantle beneath Yakutia area from 360 Ma to 160 Ma. The petrology， mineralogy， geochemistry and chronology characters of xenoliths from the kimberlite erupted in different episodes of Yakutia area were summarized and compared. The sub-continental lithospheric mantle underneath Yakutia area is varied from 360 Ma to 160 Ma on ages and thickness. This difference may be associated with the Siberian collisional amalgamation event in 1.9 Ga， rather than the super mantle plume around 250 Ma in the southwest.

Key words： craton； sub-continental lithospheric mantle； peridotite； Re-Os isotope； mantle metasomatism； thinning； Yakutia area； Siberia

0 引 言

克拉通是地球表面相对稳定的构造单元，由上部古老的大陆地壳和下部的岩石圈地幔组成。根据壳幔分异作用理论，地球在演化早期主要表现为核幔的形成，继而地幔发生较大规模部分熔融造成壳幔分异。除氧和硅以外，地幔主要由铁和镁组成，在部分熔融过程中，铁具有相对于镁较低的熔融温度而优先熔出形成玄武岩浆，剩下富镁的残留。由于镁的密度相对于铁较小，因而此残留漂浮在早期形成的地壳之下，构成岩石圈地幔。在岩石圈地幔中，部分熔融程度较高的且壳幔分异程度较大的残留所形成的岩石圈地幔密度越小。克拉通岩石圈（尤其是其古老岩石圈）地幔具有较低的密度，能够长久漂浮在地球表面。它因本身巨大的岩石圈厚度和较低的热流值，不易被俯冲破坏，能够使其较少受到其他地质作用的影响而保持长期的稳定性。

西伯利亚克拉通是世界上著名的稳定克拉通之一，位于亚洲北部（图1），占地面积4.4×106 km2，南邻贝加尔湖，北邻北冰洋，西部与东部分别与叶尼塞河和额库斯克海相邻。该克拉通被2～14 km的里菲期到早白垩世沉积和三叠纪暗色岩系所覆盖。西伯利亚克拉通基底岩石出露较少，只在南部的Aldan和北部的Anabar地盾中有所出露[1]。该克拉通北部主要由Magan、Anabar和Olenek地体组成。根据这两个地区的研究，该克拉通也是在1.85 Ga左右克拉通化并开始稳定的[2]。在元古代—显生宙期间，整个克拉通一直被大面积稳定的地台型沉积 （里菲和文德阶？）所覆盖。但是，西伯利亚克拉通在稳定阶段发育多次非造山的岩浆活动。年龄约为250 Ma的西伯利亚溢流玄武岩[3-5]是西伯利亚超级地幔柱活动的主要时期。作为全球最大的火成岩省之一的西伯利亚大火成岩省，其岩浆喷发面积约为2×106 km2，影响范围包括雅库特地区，这一时期的地幔柱事件也被称为超级地幔柱。多种证据表明，这次地幔柱事件可能与西伯利亚岩石圈地幔的热力学异常和抬升有关[6]。

雅库特地区位于西伯利亚东北部，发育超过1 000个金伯利岩管。前人研究表明，金伯利岩的喷发时代分别为420、约360、约220、约160 Ma[8-11]。世界上著名的Udachnaya和Mir岩管都位于该地区。雅库特地区因发现大量金刚石矿床而引起地质学界的广泛关注。与此同时，作为一个稳定的克拉通，雅库特地区也是研究克拉通岩石圈地幔演化史的重要地点。

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