浅析岩石圈地幔的组成和演化
大陆岩石圈地幔（SCLM）的组成与上覆地壳的构造年龄有关，代表了一种大陆岩石圈地幔形成过程中的长期变化。

基于对一套捕掳体和捕掳晶体的研究，多数研究者认为贫石榴二辉橄榄岩具有高的斜方辉石岩或橄榄岩。

全球和区域的地震断层扫描表明，大多数克拉通捕掳体岩体来自低速的岩石圈块体，我们提出假设，绝大多数的太古宙大陆岩石地幔原始组成是高的贫纯橄岩/方辉橄榄岩，与挪威西部的太古宙造山带地块相似。

这种位克拉通上部的地震和重力数据说明大量的岩石保存在克拉通核部，但是火山岩样品很差，我们认为这不是大陆岩石圈地幔形成进程中逐渐演化，而是太古宙和更年轻的构造体系之间的尖锐的分立。

大陆岩石圈地幔的两种类型在浮力和粘度之间的差异在陆壳的组成，保存和循环方面起到了重要作用。

标签：大陆岩石地幔；地幔演化；地震断层；地幔交代；太古宙岩石圈
1 岩石圈地幔组成的长期演化
地球的陆壳在大陆岩石圈层地幔之下，延伸从数公里的裂谷带到250公里以上太古宙克拉通，SCLM主要是由超镁铁质岩石组成，组成范围从二辉橄榄岩（橄榄石+单斜辉石+斜方辉石+-石榴石+-尖晶石）到纯橄岩和方辉橄榄岩（橄榄石+斜方辉石），这些组成范围通常被解释为在部分熔融中玄武质部分逐步被消耗。

对火山岩中的捕掳体和移动带中出露的地块研究表明SCLM的组成与上覆地壳的年龄有关[1]。

古老的克拉通底部通常贫大陆岩石圈地幔，在该区大多数位于显生宙活动带之下的大陆，岩石圈地幔只是相对贫底部软流圈。

陆壳的构造活动是的该成分具有显著的变化，因为他们影响浮力和岩石圈的刚性。

横向组成和物理性质的差异影响地幔的地球动力学行为理解大陆岩石圈地幔的起源是非常重要的，因为不同的模式对地球地幔之间的构造演化具有不同的影响。

地幔柱被分为上伏岩壳的构造年龄[2]，定义是最后一次主要构造活动事件的时间，主导地区岩壳从2.5Ga之前不受影响，次要地区构造活动在2.5-1.0Ga，构造形成或改造在1Ga以后。

SCLM成分来自橄榄岩或来自火山岩的捕掳体或捕掳晶体[3]，每个都有优缺点，橄榄岩块体可以通过不同岩石种类识别，但是岩块来自相对较浅的岩石地幔，在其构造侵位中被改造和变质。

多发生在年轻的构造活动带，仅能提供一點岩石地幔克拉通的成分组成，除此之外在一些超高压变质带也有发现，例如挪威西部（Brueckner），中国的苏鲁-大别秦岭造山带和西藏北部（Song），岩石地幔克拉通深部格局随着陆壳一起俯冲，当俯冲停止时，也随之带出。

来自金伯利岩玄武岩和其他火山岩的捕掳体提供了很多来自大陆岩石地幔垂直方向的样品，但是岩石种类间的关系仍不清楚。

地幔样品可能是到地表带上来的，是不同类型的岩浆形成的，对成分的估计是来自分析矿物的平均值，可能有破坏。

在克拉通地区，全面研究的捕掳体来自一个小的金伯利岩，很多是为了开采钻石。

很多实例中，具有较大分布空间，是由来自橄榄岩围岩携带的捕掳晶，是从金伯利岩或其他火山岩中提供的，石榴石捕掳晶比较特别，可以说明很多问题。

橄榄石榴岩捕掳晶的主量元素和微量元素可以用来估计温度、形成时深度和母岩的主要元素组成，共存的橄榄石和斜方辉石的Mg的含量。

对大量的石榴石做数据分析推测出来自火成岩的大陆岩石地幔的成分估计。

2 亏损地幔：来自捕掳体捕掳晶的证据
大多数克拉通石榴石橄榄石岩套或明或暗的认为石榴石和单斜辉石成分受原岩熔融结晶分异程度影响[4]。

然而，这些关系也能影响石榴石单斜辉石侵入贫方辉橄榄岩的交代作用，再次富集残留物。

捕掳体和捕掳晶数据说明元古宙/太古宙大陆岩石地幔在交代过程中再富集，原亏损岩石富集，几种类型可以通过捕掳体和石榴石捕掳晶特征来分辨。

钻石和其他伴生低钙是炉石可能是通过降低地幔流体与贫方辉橄榄岩的交代作用。

高斜方辉石/橄榄石在橄榄岩捕掳体中常见，这些捕掳体来自kaapvaal克拉通的西南部分，偶尔也可见于其他岩体，高斜方辉石/橄榄石的出现可以影响富Si流体的侵入，可能和俯冲有关。

单斜辉石、二辉橄榄石榴石和金云母通过交代作用在金伯利岩-碳酸盐岩中被低体积流体侵入[5]。

交代作用在地震速率中的影响和低的mg值，升高的富集石榴石辉石和金云母。

当温度升高时，大陆岩石地幔拉筒的地震速度随之降低，Vp也受影响但随深度降低，因此我们可以解释大陆岩石地幔下部低的地震速度，例如金伯利和莱索托北部地区，捕掳体和捕掳晶受交代作用影响再富集。

3 陆壳和地幔
高度亏损的太古宙地幔厚的部分的浮力具有典型克拉通地温对流，其无水组合将给太古宙地幔一个新的刚性度，并且全部因素都有助于其产生即使在主构造活动下。

交代作用会降低浮力和速度，油气是在较深的岩石圈层，但是大多数的元古宙地幔成分停留在软流圈之上。

因此我们提出很多元古宙地盾特别是在太古宙史前可上可下的地层具有地幔根，一般在太古宙生成。

如果这种解释是正确的，这表明大陆地幔保留了相对恒定起码从太古宙末期。

地幔浮力能够提供太古宙地壳上升的动力，也就是太古宙地壳能从循环中保留下来，地壳捕掳体中详细的年代学和地球化学表明这种古老地壳分布广泛，并且停留在原始深度。

如果高速地幔下部是大范围的现代大陆，那么太古宙地壳可能同样分布广泛。

地壳的增长速率在地表的条件下需要允许高于早期太古宙的地壳速率地壳增长，循环和岩石圈的演化对全球动力学和地球化学具有重要意义。

参考文献
[1]郑建平.中国东部地幔置换作用与中新生代岩石圈减薄[M].中国地质大学出版社，1999.
[2]池际尚，等.华北地台金伯利岩及古生代岩石圈地幔特征[M].科学出版社，
1996.
[3]张宏福.橄榄岩-熔体的相互作用：岩石圈地幔组成转变的重要方式[J].地学前缘，2006（2）.
[4]Yi Gang Xu，Xiao-Long Huang，Jin-Long Ma，Yan-Bin Wang，Yoshiyuki Iizuka，Ji-Feng Xu，Qiang Wang，Xiang-Yang Wu. Crust-mantle intera4ction during the tectono-thermal reactivation of the North China Craton：constraints from SHRIMP zircon U-Pb chronology and geochemistry of Mesozoic plutons from western Shandong[J].Contributions to Mineralogy and Petrology，2004（6）.
[5]林舸，Y.H.Zhang，王岳军，等.华北陆块岩石圈减薄作用：热薄化与机械拉伸的数值模拟研究[J].大地构造与成矿学，2004（1）.。