华北克拉通显生宙以来因其遭受了明显的改造和破坏而成为研究大陆岩石圈演化的理想场所。其东部古老的典型克拉通型（难熔的、冷的、厚的）岩石圈地幔已转变为现今的类似“大洋型”（饱满的、热的、薄的）岩石圈地幔。被玄武岩和金伯利岩携带至地表的幔源捕掳体为深入研究岩石圈地幔的组成、结构及其演化过程提供了直接的样品。因此,本文以华北克拉通北缘围场和汉诺坝地区新生代玄武岩携带的橄榄岩和石榴子石辉石岩捕掳体为研究对象,通过详细的岩石学研究和组成矿物的原位主量、微量元素分析,特别是单斜辉石的原位Sr同位素测试,探讨了华北克拉通北缘岩石圈地幔的多期改造过程,并首次从单斜辉石Sr同位素的微观尺度上判别了岩石圈-软流圈相互作用在岩石圈地幔演化中的重要作用。围场橄榄岩捕掳体主要由尖晶石相二辉橄榄岩和方辉橄榄岩组成,根据其岩相学和矿物化学特征将其分为两类。第一类橄榄岩具残碎斑结构,其橄榄石的核部比边部具有较高的Fo值（90.6-91.2 vs.89.8-90.8）,单斜辉石皆具有轻稀土元素亏损的稀土配分模式,且其核部87Sr/86Sr比值较边部稍高（0.7025-0.7043 vs.0.7025-0.7038）。这些地球化学特征表明第一类橄榄岩受到近期软流圈来源熔体的影响微弱。相反,第二类橄榄岩具有熔蚀结构,部分斜方辉石外围被细粒橄榄石、单斜辉石和斜方辉石组成的熔体囊包围。它们的橄榄石核部比边部具较高的Fo值（86.9-91.3 vs.76.9-90.6）,单斜辉石核部比边部具较高的87Sr/86Sr比值（0.7035-0.7049 vs.0.7020-0.7046）。单斜辉石皆具有轻稀土元素富集特征,尽管其稀土元素配分模式有差异（轻稀土富集型,上凸型和勺型）。轻稀土富集型的单斜辉石具有最高的（La/Yb）N比和最低的Ti/Eu比,并落入碳酸岩交代区;勺型稀土配分模式的单斜辉石的轻稀土、Ba、Th和U含量从核部到边部逐渐增加,部分核部表现为轻稀土元素亏损型。这些特征表明第二类橄榄岩经历了近期来自软流圈的硅酸岩、碳酸岩或其混合熔体的明显交代作用。具有轻稀土亏损（（La/Yb）N＜1）的单斜辉石或其核部受到近期交代作用的影响较小,可以代表该地区在近期交代作用之前的早期岩石圈地幔性质。与中生代的华北克拉通岩石圈地幔相比（87Sr/86Sr>0.7050）,具有轻稀土元素亏损的单斜辉石表现为不均一且较低的87Sr/86Sr比值（0.7025-0.7049）,说明在近期软流圈熔体的交代作用发生之前,该地区的岩石圈地幔经历过更早期软流圈来源熔体的交代作用。因此,本文认为围场地区新生代的岩石圈地幔曾遭受过软流圈来源熔体的多期交代改造,即再富集作用。汉诺坝石榴子石辉石岩捕掳体为石榴子石二辉石岩,含一定量的橄榄石,具粗粒结构,部分石榴子石内包含不规则尖晶石包裹体,且石榴子石的边部和裂隙处均已发生次变。石榴子石辉石岩中的橄榄石边部较核部具低的Fo和NiO,但高CaO和MnO含量,成分类似于橄榄岩捕掳体中的橄榄石。斜方辉石、单斜辉石和石榴子石的成分与堆晶成因的辉石岩相比均具较高的Mg#,但与反应成因的石榴子石辉石岩类似。因此,汉诺坝石榴子石辉石岩可能是由富硅富铝熔体和二辉橄榄岩反应生成的,反应过程中消耗橄榄石,生成辉石和石榴子石。单斜辉石表现为上凸型稀土配分模式,与反应熔体达到平衡,石榴子石新鲜区表现为轻稀土元素强亏损的稀土配分模式。通过计算与单斜辉石平衡的反应熔体具有高的Ce/Pb、Ti/Y、Nb/La和低的Sr/Y特征,与俯冲大洋板片脱水后部分熔融形成的熔体组成类似。结合地质背景及前人研究结果,认为古生代期间古亚洲洋俯冲板片熔融形成的富硅熔体和橄榄岩反应形成了汉诺坝石榴子石辉石岩,这对汉诺坝地区岩石圈地幔的改造具有重要作用。通过综合分析,前人对华北克拉通中-新生代幔源火成岩或侵入岩及地幔捕掳体的研究,认为华北克拉通的岩石圈地幔主要经历了两个阶段的富集作用:第一阶段是晚古生代-早中生代时期通过橄榄岩与壳源熔/流体的反应,使Sr-Nd同位素富集;第二阶段是晚中生代-新生代时期通过地幔橄榄岩与软流圈来源熔体反应,导致Sr-Nd同位素亏损。本研究中围场橄榄岩捕掳体的单斜辉石原位Sr同位素的分析进一步证明了新生代期间软流圈熔体对岩石圈地幔的再富集作用的重要性。橄榄岩与不同来源不同性质的熔/流体反应,造成了华北克拉通岩石圈地幔性质的转变。因此,橄榄岩-熔/流体反应是华北克拉通岩石圈地幔改造和破坏的主要内在机理。