本项目拟通过对太行山中生代高钾钙碱性岩浆岩的岩石学、元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学, 以及同位素年代学的研究,探讨中生代岩浆作用的特征、成因及与岩石圈地幔演化的关系。具体内容包括结合岩石学(尤其是中酸性岩中的基性包体特征)和元素/同位素地球化学研究,探讨太行山分布最广的中酸性岩石与同期基性岩的成因联系,查明中酸性岩的形成是与基性下地壳熔融有关,还是与壳幔混合过程有关;通过地球化学模拟计算,
华北中生代岩浆作用成因及与岩石圈地幔演化的关系一直是学术研究的热点问题。流行的模式认为华北东部中生代期间存在"东部高原",中生代岩浆岩是基性下地壳在加厚地壳条件下发生部分熔融,或发生榴辉岩化拆沉进入地幔,再发生部分熔融而形成(属于C型埃达克岩);但本项目通过解剖太行山岩基的岩石学、年代学和同位素地球化学,提出所谓"东部高原"并不存在,中生代岩浆岩可能主要通过来自富集地幔的玄武质岩浆和来自古老基底的花岗质岩浆的岩浆混合作用(和随后的分离结晶作用)而形成。主要的证据包括(1)基性包体常见,并与寄主岩石具有相同的锆石U-Pb年龄,(2)斜长石普遍存在成分和结构不平衡,(3)岩浆岩普遍具有高镁性质,(4)同一个岩体锆石Hf同位素变化很大。该模式可能对整个东部的中生代岩浆作用成因具有重要意义。钕同位素模拟表明,华北中生代岩浆岩源区中富集地幔组分占70%以上,因此这些巨量中生代岩浆岩可能代表大规模陆壳垂向增生。此外,通过研究中生代基性岩体(以及地幔岩包体)、正长岩和煌斑岩脉的元素和同位素地球化学,首次获得太行山下覆富集地幔的钕-锶-铪同位素成分,为深入研究壳幔相互作用过程提供了重要的边界条件。