大量研究表明，大陆下地壳在大陆玄武岩的地球化学多样性中起着重要作用。许多研究认为，循环到地幔中的大陆下地壳，是玄武质岩浆的重要物质来源。其他研究者表示，玄武岩岩浆上升过程大陆中下部地壳的混染可能是大陆玄武岩成分多样性的一个重要原因。然而，这种混染通常很难识别，因为大陆下地壳主要由成分不均一的镁铁质岩石组成。此外，由于下地壳的部分熔融、结晶分异和各种幔源岩浆的混合，不均一性变得更加显著。

汉诺坝玄武岩位于华北克拉通北缘，是一种典型的陆内玄武岩，具有洋岛玄武岩样地球化学特征，研究广泛。虽然有很长的研究历史，但关于大陆下地壳如何影响汉诺坝玄武岩的成分多样性，该机制仍不清楚。 

为进一步了解汉诺坝玄武岩在地壳和地幔深度的成分不均一性和岩浆作用机制，我校2021届本科毕业生苏宇通（现为北京大学21级直博生），在我校求真群体成员地球科学与资源学院副教授杨宗锋指导下，在详细的岩相学和地球化学特征研究的基础上，对于汉诺坝拉斑玄武岩中代表性的斜长石晶体进行了原位微量元素及原位锶同位素等的分析，取得以下认识：

1．根据岩相特征，玄武岩可分为细粒组和粗粒组。各样品斜长石中钙长石含量变化幅度较小(56-64%)，但粗粒斜长石中微量元素含量普遍高于细粒斜长石。

2. 斜长石-辉石熔体平衡温度计和斜长石-辉石镁及稀土元素交换温度计表明，两种玄武岩的岩浆储存和结晶深度相似，结晶温度范围在20℃(细粒玄武岩)和50℃(粗粒玄武岩)范围内，这可能是两种玄武岩晶粒尺寸差异的原因。

3. 斜长石晶体⁸⁷Sr/⁸⁶Sr采用分辨率为30μm的束斑进行分析，精度较高。⁸⁷Sr/⁸⁶Sr的变化范围为0.70333±0.00018(2SE)—0.70556±0.00031 (2SE)，这一变化范围远远大于前人报道的汉诺坝玄武岩全岩，与华北新生代玄武岩的变化范围一致。

4. 每个岩浆管道系统至少注入了两种同位素差异显著、主、微量元素异质性较小的熔体。汉诺坝拉斑岩微量元素含量介于碱玄武岩与下地壳之间，可能是碱玄武岩与下地壳混合作用所致，但斜长石低⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(<0.704)的特征不大可能是碱性玄武岩引起的，因为斜长石中微量元素丰度与碱玄武岩不平衡。

图1 汉诺坝拉斑玄武岩镜下的结构

图2 带有锶同位素指示的斜长石样品BSE图像

图3 汉诺坝玄武岩斜长石原位⁸⁷Sr/⁸⁶Sr变化趋势

图4 斜长石中Sr同位素-An-距离变化图

上述研究表明汉诺坝拉斑玄武岩的成分不均一性是由不均一的下地壳混合造成的，而不是不同的幔源熔体造成的。相反，这表明大陆下地壳对大陆玄武岩的贡献比以前认识的要复杂得多。

该项成果得到了中央高校基本科研业务费 (2652019049)、国家大学生创新创业训练计划项目(202011415009)、111项目(B18048)、CUGB No.PGC-201594的资助。近期发表在国际矿物学权威期刊《American Mineralogist》上：Su Y. T., Yang Z. F.*, Guo S. Y., Li P. P. (2023) Contamination of heterogeneous lower crust in Hannuoba tholeiite: Evidence from in situ trace elements and strontium isotopes of plagioclase.108,485-497.

全文链接：

http://pubs.geoscienceworld.org/msa/ammin/article/108/3/485/620561/Contamination-of-heterogeneous-lower-crust-in