俯冲作用是壳幔物质交换的重要机制,俯冲板片携带的壳源物质可以显著影响地幔的物理性质和化学组成。然而,多期次交代叠加会在地幔留下复杂的地球化学记录,准确厘定这些交代介质的性质和来源对理解地幔演化至关重要。尽管传统全岩镁同位素分析方法能够提供基础判别信息,但难以有效甄别和解析叠加的交代信号。相比之下,原位镁同位素技术凭借其高空间分辨率优势,为识别复杂的多期交代信号提供了关键的技术支持。本研究以兴蒙造山带阿巴嘎新生代玄武岩中幔源包体为研究对象,通过原位主微量和Mg-Sr同位素,揭示古亚洲洋俯冲携带的不同交代介质对岩石圈地幔矿物组成和化学成分的改造。根据岩相学和稀土元素组成,包体可以分为两类橄榄岩和两类辉石岩。第一类橄榄岩和第一类辉石岩中单斜辉石具有亏损的轻稀土、低⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.7022~0.7029)和正常地幔的δ²⁶Mg(–0.11‰~–0.26‰),表明其可能来源于亏损地幔;相比之下,第二类橄榄岩中单斜辉石具有富集的轻稀土、相对亏损高场强元素、低Ti/Eu、较高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(0.7032~0.7036)和低δ²⁶Mg(–0.32‰~–0.42‰),表明其经历再循环碳酸盐交代。此外,这类橄榄岩中少量单斜辉石具有高U/Nb和高δ²⁶Mg(–0.09‰~–0.27‰),暗示其早期可能经历流体交代。第二类辉石岩中单斜辉石具有较低的Mg#和Ni含量,但有着富集的轻稀土、高⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(0.7035~0.7044)、Ti/Eu和Dy/Yb,表明其可能来源于硅酸盐熔体和橄榄岩反应。然而,这些单斜辉石具有低δ²⁶Mg(–0.31‰~–0.46‰),与硅酸盐交代特征矛盾。其轻镁同位素特征可能来源于沉积碳酸盐岩和俯冲板片脱碳反应,即沉积碳酸盐分解导致轻镁同位素进入硅酸盐相,后期随着俯冲板片回撤或破碎导致减压熔融形成硅酸盐熔体,这些熔体上升交代岩石圈地幔。结合区域地质背景和地球物理数据,阿巴嘎旗地区的岩石圈地幔改造可能与古亚洲洋俯冲有关。俯冲板片在浅部发生脱水作用导致地幔流体交代;随着俯冲深度的增加,沉积碳酸岩发生熔融,形成碳酸岩熔体,交代岩石圈地幔;俯冲板片进入深部地幔后,沉积碳酸岩与俯冲板片发生脱碳反应,促使轻镁同位素进入硅酸盐熔体相,该熔体与岩石圈地幔相互作用最终形成具有轻镁同位素特征的辉石岩。综上所述,原位Mg-Sr同位素不仅示踪了不同阶段交代介质的性质和来源,更为俯冲带壳幔物质循环过程提供了重要约束。