山东沂沭地区幔源矿物中的流体和稀有气体地球化学研究

幔源物质中的流体和稀有气体是地幔信息的重要示踪剂. 利用热爆裂法和熔融法分别测试了山东沂沭地区新生代玄武岩中二辉橄榄岩包体的流体和稀有气体同位素组成, 结果表明, 其流体组成以CO₂、CO、H₂等为主, 三者约占流体总量的90%以上, 与中国东部其他地区幔源包体的研究结果类似; ³He/⁴He比值主要介于0.82~2.74 Ra, ⁴⁰Ar/³⁶Ar = 299.5~758.8, 均远低于大洋中脊玄武岩等典型上地幔样品值, 主要反映了大气和部分放射成因组分的影响. 沂沭地区幔源矿物的C/³He = (27.6~1050)×10⁹, N₂/Ar = 927~56612, N₂/³He= (2.5~27)×10⁹, 与受板块俯冲影响的美国西部、新西兰等地区幔源流体类似, 在多种综合图解上均位于地幔-地壳-大气源区之间, 反映大气和富有机组分的地壳物质的影响. 上述结果表明, 研究区幔源矿物流体和稀有气体同位素的组成可能反映了岩浆喷出过程或喷出后的变化, 也可能与古俯冲板块对该区陆下地幔的影响有关.     

安徽铜陵地区燕山期侵入岩的成因及其对深部动力学过程的制约

铜陵地区燕山期侵入岩的岩石学、元素和同位素地球化学研究表明: (ⅰ) 研究区SiO₂≤55%的侵入岩主要为橄榄玄粗质系列岩石, 来自富集地幔的玄武质岩浆在上升过程中与下地壳物质发生低程度混染, 混染后的岩浆进一步发生分离结晶作用形成了这些岩石; (ⅱ) SiO₂ >55%的侵入岩主要为高钾钙碱性系列岩石, 与埃达克岩(adakite)有许多类似地球化学特征, 如富钠, 高Al₂O₃, Sr, Sr/Y与La/Yb比值, 大部分样品的Y < 18×10^-6, Yb < 1.9×10^-6, 但与埃达克岩也有不同之处, 如同位素组成((ε_Nd(t) = -9.16 ~ -16.55, (⁸⁷Sr/^86Sr)_i = 0.7068 ~ 0.7105)以及相当一部分样品的Y>18×10^-6, Yb>1.90×10^-6. 铜陵地区SiO₂ >55%的侵入岩很可能由幔源岩浆与玄武质下地壳熔融形成的埃达克质(adakite-like)岩浆混合形成. 来自地幔的橄榄玄粗质岩浆底侵可能为下地壳熔融提供了热量.     

中国不同类型断裂带的地幔脱气与深部地质构造特征

以氦同位素为主, 辅以CO₂/³He和CH₄/³He及⁴⁰Ar/³⁶Ar等指标, 结合地质构造等资料, 对中国大陆不同类型断裂带的地幔脱气及其深部地质构造特征进行了综合示踪研究. 据此识别并划分出4种具代表性的断裂带: (1) 伸展性构造环境中的岩石圈断裂, 地壳厚度小, 具低CH₄/³He-高R值和低CO₂/³He值-高R值体系, 以幔源流体为主, 地幔脱气作用最强, 以郯庐断裂带为代表; (2) 强烈挤压构造环境中的岩石圈断裂或俯冲带, 如班公湖-怒江断裂带, 地壳巨厚, R/Ra值为0.43~1.13, 幔源氦约占总氦的5%~14%, 地幔脱气作用较弱; (3) 造山带山前(盆缘)深断裂带, R值为10^-7量级, CH₄/3He值为10⁹~10¹⁰, CO₂/3He值为10⁶~10⁸, 具微弱的地幔脱气作用; (4)造山带内壳层断裂带, 如窑街F19等断裂带, 具有高CH₄/3He值-低R值(10^-8)和高CO₂/³He值-低R值体系, 无明显的地幔脱气作用. 研究表明: 大型深断裂带是地幔脱气的主要构造通道; 控制地幔脱气强度的主要因素为断裂深度、构造环境性质和地壳厚度; 地幔脱气作用强度可反映断裂带的深度及其深部构造状态, 而气体地球化学示踪则可成为其研究的新的途径; 地球深部热流体上侵活动可能是深大断裂带形成演化的动力源之一; 山前断裂带是深部构造活动方式和壳幔结构转换的部位, 对于认识造山带和盆地的形成机理有重要科学意义.     

北京西山晚中生代火山岩U-Pb锆石年代学及地球化学研究

对北京西山髫髻山组和东岭台组火山岩锆石U-Pb SHRIMP和LA-ICP-MS定年及地球化学的研究结果表明, 髫髻山组上部火山岩时代为137.1±4.5 Ma(2σ), 东岭台组中部火山岩时代为130~134 Ma. 前者略老于后者, 但两者时代相差<5 Ma, 证明两组火山岩的喷发是在很短的时间内完成的. 北京西山地区髫髻山组火山岩的年龄与承德盆地髫髻山组火山岩的年龄明显不同, 表明髫髻山组火山岩年龄可能存在明显区域变化. 北京西山髫髻山组中存在典型的埃达克岩(SiO₂含量约为56%, Na₂O = 3.99~6.17, Na₂O/K₂O = 2.2~3.1, Sr = (680~1074)×10^-6, Y = (13.2~16.3)×10^-6, Yb = (1.13~1.52)×10^-6, Sr/Y = 43~66 ), 高镁埃达克岩和高镁安山岩(Mg# = 54~55). 髫髻山组埃达克岩及与其共生的其它中酸性火山岩均具有典型的Nb-Ta负异常和Pb正异常等大陆地壳特征, 表明它们是陆壳岩石部分熔融的产物. 上述结果表明, 北京西山地区髫髻山组埃达克岩代表了中生代曾存在于华北克拉通的加厚榴辉岩下地壳与岩石圈地幔一同拆沉至软流圈中, 榴辉岩随后发生部分熔融, 熔体上升过程中与地幔橄榄岩发生相互作用的产物. 髫髻山组火山岩的年龄制约了拆沉作用至少延续至137 Ma. 东岭台组火山岩为Mg#正常的流纹岩和英安岩, 表明它们没有与地幔发生反应, 它们可能代表了拆沉作用导致的软流圈地幔物质上涌造成的深部地壳物质重熔的产物.     

华北北部下地壳的流变学特征——河北汉诺坝下地壳包体提供的信息

由玄武岩浆快速带到地表的下地壳包体可以提供有关下地壳的直接信息. 通过对华北汉诺坝玄武岩中下地壳麻粒岩相包体的详细研究探讨该地区下地壳的流变学特征. 采用适宜于麻粒岩包体的温压计计算其平衡温度和压力: 平衡温度在750~900℃之间, 平衡压力在0.8~1.2 GPa之间, 对应的来源深度为28~42 km之间. 这些数据补充和完善了原先所建立的下地壳-上地幔地温线. 采用动态重结晶颗粒粒度应力计计算出包体在下地壳条件下发生变形时的差异应力为14~20 MPa. 在综合对比了当前常用的下地壳岩石高温流变律, 认为Wilks等(1990)提出的麻粒岩流变律符合本区下地壳包体的流变特征, 由此计算的下地壳应变速率为10^-13~10^-11 s^-1, 高于该区上地幔的应变速率(10^-17~10^-13 s^-1); 其对应的等效黏滞度为10¹⁷~10¹⁹ Pa·s, 低于上地幔的等效黏滞度. 由所获数据做出的研究区下地壳流变学剖面表明, 差异应力随深度而变化的趋势不明显, 随深度增加应变速率变大而等效黏滞度变小. 研究结果支持软弱下地壳的观点.     

南秦岭早古生代地幔性质: 来自超镁铁质、镁铁质岩脉及火山岩的Sr-Nd-Pb同位素证据

南秦岭紫阳-岚皋地区早古生代晚期镁铁质岩脉及玄武岩的ε_Nd (t) = +3.28 ~ +5.02, (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i = 0.70341~0.70555, (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb) _i = 17.256~18.993, (²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb) _i = 15.505~15.642, (²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb) _i = 37.125~38.968, Δ8/4 = 21.18~77.43, Δ7/4 = 8.11~18.82, 基本与南秦岭区新元古代中期以来的幔源岩石特征一致, 显示了HIMU, EMII和少量EMI富集地幔端元组分混合而成的Sr-Nd-Pb同位素组成特征, 表明与大洋地壳俯冲消减和陆缘物质再循环密切相关, 是新元古代早期扬子北缘大洋地壳俯冲消减及其携带的陆源沉积物再循环进入亏损软流圈地幔的结果.     

辽西四合屯早白垩世义县组高镁安山岩的地球化学: 对下地壳拆沉作用和Sr/Y变化的指示

对辽西四合屯地区义县组火山岩85件样品的分析表明, 它们主要由高镁安山岩组成(Mg#=38~69), 仅底部为玄武岩. 四合屯高镁安山岩具有埃达克岩的地球化学特征(SiO₂= 52.82%~59.31%, Al₂O₃=14.15%~16.35%, Sr=620~1323 μg/g, Yb=1.03~1.88 μg/g, Y=12~20 μg/g, LaN/YbN=10~25, Sr/Y=32~88), 初始Nd-Sr同位素组成为: ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd(130 Ma)=0.5118~0.5119, ε_Nd(130 Ma)= -11.6~ -13.8, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(130 Ma)=0.7058~0.7064, 与该区晚侏罗世兴隆沟组火山岩具有相似的地球化学特征, 但具有较低的Nd同位素比值. 它们代表了华北克拉通原岩为太古宙的岩石, 后经相变而成的榴辉岩下地壳与岩石圈地幔一同拆沉再循环进入软流圈, 随后榴辉岩部分熔融产生的熔体与地幔橄榄岩相互作用的结果. 但与兴隆沟组火山岩相比, 四合屯安山岩岩浆源区中含有更多Nd同位素组成演化的古老陆壳物质. 四合屯义县组的年龄为120~130 Ma, 表明拆沉作用一直延续至早白垩世. SiO₂＞56%的安山岩样品, Sr和Sr/Y比值与SiO₂呈负相关关系, 表明它们的Sr含量以及Sr/Y比值明显受岩浆结晶分异影响, 因此对于火山岩Sr/Y比值研究需要考虑结晶分异作用的影响.     

松辽盆地烃源岩中高分子量(C+40)烷烃系列组成及分布特征

利用高温气相色谱(HTGC)、高温气相色谱-质谱(HTGC-MS)技术, 结合气相色谱-同位素质谱(GC-IRMS)和有机岩石学分析, 对松辽盆地烃源岩的氯仿抽提物及原油中烷烃, 尤其是高分子量(C⁺₄₀)烷烃组成及分布特征进行了研究. 结果表明, 嫩江组烃源岩氯仿抽提物正烷烃分布在nC₁₄~nC₆₃之间, 低分子量(C^-₂₁)、中分子量(C_21-40)正烷烃以双峰群分布为主, 且在nC₃₀~nC₃₇之间有高丰度的C₂₉~C₃₅藿烷系列化合物; 高分子量烷烃化合物以nC₄₅~nC₄₇为中心呈小峰群突起, 并有丰富的异构烷烃、烷基环己烷和烷基环戊烷系列化合物; 单体烃(nC₂₂~nC₄₄)碳同位素相对偏重, 源岩中的有机质显微组分类型丰富. 显示嫩江组烃源岩生源输入具有多样性, 低等水生植物、蓝细菌以及陆生高等植物都是可能的生油母质. 青山口组烃源岩氯仿抽提物烷烃组分主要由正烷烃构成, 最高碳数可达nC₆₁, 正烷烃分布以单峰型为主, 中、高分子量化合物呈连续递减趋势; C₂₉~C₃₅藿烷系列化合物以及高分子量异构烷烃、烷基环己烷和烷基环戊烷系列化合物丰度相对较低; 单体烃(nC₂₂~nC₄₄)碳同位素相对偏轻, 烃源岩有机质显微组分以腐泥组为主. 反映青山口组烃源岩生源输入单一, 藻类体可能是主要的生油母质. 烃源岩中C⁺₄₀相对含量及分布在低熟-成熟阶段变化不大, 进入高成熟阶段C⁺₄₀相对含量减少、正烷烃奇偶优势降低. 原油中C⁺₄₀相对含量主要与源岩性质有关, 并对原油黏度有显著影响.     

佛冈花岗岩基及乌石闪长岩-角闪辉长岩体的形成年龄和起源

佛冈花岗岩基约6000 km², 是南岭地区最大的晚中生代岩基. 乌石闪长岩-角闪辉长岩岩体位于佛冈花岗岩基的东北部, 它和佛冈花岗岩主体一并属于高钾钙碱性系列岩石. 但乌石岩体以低Si (49%~55%), 高Fe, Mg, Ca, 稀土总量低, Eu, Ba, P, Ti亏损不明显, 而Zr和Hf亏损明显的特征不同于佛冈花岗岩主体. 锆石LA-ICP-MS定年及矿物-全岩Rb-Sr等时线年龄测定结果表明, 乌石岩体的结晶年龄为160 Ma左右, 与佛冈花岗岩主体是同时代形成的. 佛冈花岗岩主体具有较高的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_I值(0.70871~0.71570), ε_Nd(t)变化于-5.11~-8.93之间, 显示出壳源花岗岩的Sr-Nd同位素特点, 它们的两阶段Nd模式年龄介于1.37~1.68 Ga. (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_I值、ε_Nd (t)值和Nd模式年龄值的不均匀性, 可能反映巨大的佛冈花岗岩主体的源区组成是不均匀的, 同时在其形成过程中有地幔物质的不均匀混合. 乌石闪长岩-角闪辉长岩是一种少见的高(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_I值(0.71256~0.71318)、低ε_Nd (t值(-7.32 ~ -7.92)中基性岩浆岩, 它可能由地幔部分熔融产生的新生幔源玄武质岩浆与下地壳玄武质岩石脱水部分熔融产生的岩浆混合形成.     

西藏泽当英云闪长岩的地球化学和Sr-Nd同位素特征: 特提斯洋内俯冲的新证据

对雅鲁藏布江缝合带泽当段岛弧火成岩组合中英云闪长岩的分析表明, 该岩石具有与典型埃达克岩相似的特征: 高SiO₂(58%~63%), Al₂O₃(18.4%~22.4%), Sr(810×10^-6~940×10^-6), Sr/Y(77~106), 低HREE(Y=9×10^-6~11×10^-6, Yb＝1×10^-6~1.3×10^-6), 富集LREE, 并有微弱的Eu正异常. I_Sr(0.70421~0.70487)较低, 而¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd (0.512896~0.512929)和εNd(t)值(+6.7~+7.3)较高. 以上特征表明, 泽当英云闪长岩是由洋壳俯冲到一定深度后部分熔融而成, 熔融过程中可能卷入了少量大洋沉积物. 这套俯冲洋壳成因的埃达克岩的厘定, 指示中生代时特提斯洋开始发生洋内俯冲, 印证了前人所提出的洋内岛弧的存在.     

四川牦牛坪稀土矿床碳酸岩地球化学

四川牦牛坪稀土矿床与稀土矿化时空密切共生的碳酸岩的成岩时代为喜山期. 岩石组合为碳酸岩-正长岩, 矿物组合为方解石-霓石-霓辉石-钠铁闪石-云母-正长石, 岩石富含Sr, Ba, REE等不相容元素, 具“初始火成碳酸岩”C, O同位素组成, 相对高(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)0和低ε_Nd, 这些特征均表明岩石源于交代富集地幔. 地质、地球化学证据显示, 喜山期俯冲地壳物质与EM1地幔源区发生混合作用可能是形成本区碳酸岩较为特征的地幔源区的主要因素; 交代地幔部分熔融形成的富CO₂的碱性硅酸岩岩浆发生液态不混溶作用形成本区碳酸岩-正长岩组合.     

湘东北钠质煌斑岩地幔源区特征及成岩构造环境

在湘东北中生代陆内拉张带中发现了一组特殊的钠质煌斑岩. 在常量元素、微量元素和Sr, Nd同位素等与常见钾质煌斑岩具有明显差异. 岩石以富Na₂O高TiO₂和Nb, Ta, Nd, LREE弱富集及不出现负铕异常为特征. 微量元素和Sr, Nd同位素组成具有洋岛玄武岩(OIB) 地幔源区性质, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比值平均为0.705332, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd初始比值平均为0.512650, ε _Nd(t)为+3.5~+3.9, 构成特殊的钠质煌斑岩地幔源区, 其形成主要是来自软流圈含挥发分的流体/熔体交代岩石圈底部原始地幔. 测得钠质煌斑岩Rb-Sr等时线年龄为136.61 Ma, 代表湘东北燕山晚期由挤压到拉张的构造转换时期. 钠质煌斑岩形成于大陆内部软流圈地幔上涌的地幔热点式构造环境. 软流圈地幔上涌是导致钠质煌斑岩形成和制约湘东北燕山晚期陆内拉张的主要地球动力学因素.     

秦岭造山带松树沟纯橄岩体成因: 地球化学和岩浆包裹体的制约

松树沟纯橄岩体是东秦岭造山带规模最大的超镁铁岩体, 出露面积达20 km², 纯橄糜棱岩、粗粒纯橄岩占岩体出露面积的95%以上. 岩石组合、结构构造、矿物成分、全岩主元素和微量元素组成、原生岩浆包裹体等方面研究揭示该岩体是熔体多孔隙流动渗滤成因纯橄岩块体. 与Oman等蛇绿岩剖面底部熔体渗滤成因纯橄岩席和方辉橄榄岩中纯橄岩脉的对比研究显示, 该岩体具有低的Al₂O₃, CaO和HREE丰度, 高的强不相容元素以及Zr和Hf含量. LREE富集的稀土模式和原始地幔标准化微量元素蛛网图都显示与Oman纯橄岩有明显不同. 结合橄榄石中原生熔体包裹体的发现, 认为该岩体是地幔柱源高镁熔体大尺度渗滤流动改造其顶部高度亏损地幔橄榄岩形成的纯橄岩块体. 岩体产出的地质背景支持其与新元古代超级地幔柱在扬子板块的物质活动相关.     

北京PM10的生物活性与微量元素的相关性研究

在使用质粒DNA评价法对北京PM₁₀的生物活性进行研究的基础上, 结合PM₁₀中微量元素分析结果, 探讨了PM₁₀对质粒DNA产生损伤的原因. 研究表明北京不同季节、不同地区PM₁₀对DNA的氧化性损伤有明显的差别. 冬季市区和对照点PM₁₀(全样)的TM50分别是900和74 μg·mL^-1, 水溶组分的TM50分别是540和86 μg·mL^-1; 夏季市区和对照点PM₁₀(全样)的TM50分别是116和210 μg·mL^-1, 水溶组分的TM50分别是180和306 μg·mL^-1; 北京PM₁₀的生物活性的差别主要来自PM₁₀中微量元素含量的不同. PM₁₀(全样)中Pb, Zn和As三种元素对质粒DNA氧化性损伤能力较强; 而PM₁₀水溶组分中Mn, V, Zn同TM50的相关性较高; Zn元素可能是导致PM10具有氧化性损伤能力的主要微量重金属元素.     

滇西北金顶和白秧坪矿床: 地质和He, Ne, Xe同位素组成及成矿时代

金顶及其外围新发现的白秧坪矿床令人关注, 它们产在兰坪中新生代陆相碎屑沉积盆地内, 这易使人把它们与以沉积岩为主岩铅锌矿床对比. 但盆地处在大陆地壳强烈运动背景下, 能够有效沟通下地壳和上地幔, 矿体受构造控制, 没有同生沉积成矿事实, 也许代表了以沉积岩为主岩铅锌矿床新类型. 大规模成矿主阶段流体的惰性气体同位素组成及演化显示成矿流体中混有2%~32%的地幔He(³He/⁴He = 0.19~1.97 Ra), 50.1%的地幔Ne(²⁰Ne/²²Ne=10.45~10.83, ²¹Ne/²²Ne = 0.03)以及显著的地幔Xe (¹²⁹Xe/¹³⁰Xe = 5.84~6.86, ¹³⁴Xe/¹³⁰Xe = 2.26~2.71), 地幔流体具有重要成矿意义. Re-Os法和⁴⁰Ar-³⁹Ar法测定成矿时代是67~60 Ma, 晚于矿化主岩, 与喜马拉雅期幔源和壳幔源碱性岩浆活动开始的时间一致. 地幔流体或随岩浆活动或沿穿壳断裂系统上至地壳并与大气成因盆地卤水混合是大规模成矿基本方式.     

山东幔源岩浆岩的碳-氧和锶-钕同位素地球化学研究

系统研究了鲁西早白垩世碳酸岩、方城玄武岩、胶东白垩世煌斑岩、蒙阴古生代金伯利岩的碳-氧和锶-钕同位素组成特征. 古生代金伯利岩的碳氧同位素组成集中, δ¹³C和δ¹⁸O分别在&#8722;4.8‰~&#8722;7.6‰和+9.9‰~+13.2‰之间, 属正常情况, 而白垩纪3类岩浆岩的碳氧同位素则变化较大, 并暗示当时的地幔源区可能局部受到过含有机碳的地壳物质的混染. 白垩纪3类岩浆岩的锶钕同位素一致显示了EMII型富集地幔的源区特征, 暗示了再循环地壳物质对地幔源区的改造. 碳-氧和锶-钕同位素特征的系统对比显示, 华北东部克拉通下岩石圈地幔在早古生代、早白垩世、第三纪时期的特征互不相同, 表明该陆下岩石圈地幔自古生代以来至少经历了两次改造过程. 目前的资料暗示, 第1次改造过程可能主要发生在三叠纪-侏罗纪, 带有缓慢渐变的特征, 第2次改造过程主要发生在白垩纪, 显示为快速突变. 种种迹象表明, 华北东部早白垩世(尤其是120~130 Ma)可能是华北东部中生代动力学体制转折的关键时段.     

西藏洞错蛇绿岩的构造环境

洞错蛇绿岩出露于班公－怒江缝合带西段，可恢复的洋壳岩石总厚度约5 km，自下而上依次由地幔橄榄岩、堆晶杂岩、基性岩床（墙）杂岩和基性熔岩组成，呈构造岩片侵位于侏罗系（木嘎岗日群J₂mg）地层中。洞错蛇绿岩的堆晶岩系具有纯橄岩－橄长岩－橄榄辉长岩的岩石组合，反映其属PTG系列蛇绿岩，形成于洋中脊构造环境；基性熔岩富碱（Na₂O+K₂O）、TiO₂、P₂O₅，且具有LREE显著富集的右倾REE 配分型式（[La/Yb]n=6.94~16.6）和Th 、Nb、Ta、Zr 、Hf略具正异常的微量元素组成特征，属典型的洋岛玄武岩（OIB）；基性熔岩所具有的87Sr/86Sr比值(0.704363～0.705007) 高、 ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 比值(0.512708～0.512887)低，以及ε_Nd（t）值介于＋2.700504~＋5.774559等，反映其来源于亏损地幔 （DM）与富集地幔 （EMⅠ）二组分混合的地幔源区。综合分析认为，洞错蛇绿岩可能形成于有大量富集地幔物质加入的洋中脊环境， 与板块汇聚环境下的“岛弧型”蛇绿岩存在明显差异。新获得的堆晶橄长岩中锆石SHRIMP U-Pb 年龄     

金川镍-铜-铂矿床块状硫化物矿石的Re-Os(ICP-MS)定年

采用卡洛斯管溶矿、蒸馏法分离Os、丙酮萃取Re和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对金川硫化镍铜铂族矿床的块状硫化物矿石进行了Re-Os定年, 得到的等时线年龄为833 ± 35 Ma, ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os初始值为0.279 ± 0.018(MSWD = 1.7), 相当于γ_Os为+130 ± 15. 此等时线年龄与金川超镁铁岩体中锆石的SHRIMP U-Pb年龄(827 ± 8 Ma (n = 5, MSWD = 4.3)) 在误差范围内一致, 说明金川铜镍硫化物矿床形成于新元古代. 结果表明, 金川超大型铜镍硫化物矿床的形成可能与导致Rodinia超大陆裂解的地幔柱活动密切相关. 金川块状硫化物的γ_Os表明, 虽然有部分壳源物质的加入, 但是加入量不超过10%.     

太平洋Fe-Mn结壳He, Ne, Ar同位素特征与来源

对太平洋海山Fe-Mn结壳最表层样品的稀有气体同位素丰度与组成测定发现, Fe-Mn结壳稀有气体存在如下特征: ① He, Ar同位素丰度与组成存在明显的分组现象, 分别命名为低³He/⁴He型和高³He/⁴He型; ②低³He/⁴He型样品⁴He丰度高(平均为191×10^-9 cm³·STP·g^-1), ⁴He, ²⁰Ne和⁴⁰Ar丰度变化范围大(分别为42.8×10^-9~421×10^-9, 5.40×10^-9~141×10^-9和773×10^-9~ 10976×10^-9 cm³·STP·g^-1); 高³He/⁴He型样品⁴He丰度低(平均为11.7×10^-9 cm³·STP·g^-1), ⁴He, ²⁰Ne和⁴⁰Ar丰度变化范围小(分别为7.57×10^-9~17.4×10^-9, 10.4×10^-9~25.5×10^-9和5354×10^-9~9050×10^-9 cm³·STP·g^-1); ③低³He/⁴He型样品³He/⁴He比值(R/R_A=2.04~2.92)远低于MORB值(R/R_A=8±1), ⁴⁰Ar/³⁶Ar比值(447~543)明显较大气值(295.5)高; 高³He/⁴He型样品³He/⁴He比值(R/R_A=10.4~12.0)略高于MORB值(R/R_A=8±1), ⁴⁰Ar/³⁶Ar比值(293~299)接近大气值; ④所有样品的Ne同位素组成(²⁰Ne/²²Ne和²¹Ne/²²Ne比值分别为10.3~10.9和0.02774~0.03039)与³⁸Ar/³⁶Ar比值(0.1886~0.1963)变化都很小, 无明显分组, 且与大气相应值(³⁸Ar/³⁶Ar, ²⁰Ne/²²Ne, ²¹Ne/²²Ne比值分别为0.187, 9.80和0.029)接近. 样品的稀有气体组成与区域不均一性表明, 稀有气体主要来自下地幔, 低³He/⁴He型与高³He/⁴He型样品的稀有气体同位素组成分别类似于HIMU型和EM型富集地幔特征. 具有HIMU型稀有气体同位素组成特征的低³He/⁴He型结壳产出于麦哲伦海山、马尔库斯-威克海岭、马绍尔海山链和中太平洋海山, 具有EM型稀有气体同位素组成特征的高³He/⁴He型结壳产出于莱恩群岛海山链, 可能暗示了麦哲伦海山、马尔库斯-威克海岭、马绍尔海山链和中太平洋海山起源于HIMU型下地幔源区, 莱恩群岛海山链起源于EM型下地幔源区, 这与海山基底玄武岩研究得到的结果相吻合. 源区性质的差异是Fe-Mn结壳稀有气体明显分组的根本原因, 地幔脱气作用使得样品的稀有气体核素丰度同步降低, 而源区放射性成因核素的积累对Fe-Mn结壳稀有气体核素丰度和同位素比值的影响甚微.     

中国东部大陆岩石圈地幔及幔源岩浆岩水含量和氢同位素组成

中国东部华北陆块和华南陆块的地幔包体单矿物和全岩水含量变化很大,总体低于全球其他克拉通和非克拉通岩石圈地幔包体单矿物和全岩水含量.然而,具有新生岩石圈地幔来源的莒南橄榄岩包体单矿物和全岩水含量总体高于其他中国东部岩石圈地幔包体,指示中国东部新生岩石圈地幔的初始水含量并不低.地幔包体中单矿物水含量与Mg~#之间无明显相关关系,其中的辉石缺乏水扩散环带,因此地幔包体的低水含量与包体随玄武岩岩浆上升过程的水扩散丢失无关.大陆岩石圈地幔底部受到热软流圈地幔烘烤有可能会造成水的扩散丢失,但是熔体提取也可能是引起低水含量的原因之一.通过斑晶水含量计算得到的中国东部中生代和新生代玄武岩初始熔体水含量均高于正常洋中脊玄武岩.中生代玄武岩初始熔体水含量与岛弧玄武岩类似,而新生代玄武岩初始熔体水含量则与洋岛玄武岩和弧后盆地玄武岩类似(部分地区与岛弧玄武岩类似).这些结果表明,大陆玄武岩地幔源区相对富水,指示其地幔源区曾经受到深俯冲地壳脱水所形成的富水流体/含水熔体的交代,使其水含量升高.中国东部新生代幔源巨晶、包体矿物和玄武岩斑晶的氢同位素组成变化也很大,反映中国东部新生代岩石圈地幔氢同位素组成高度不均一.新生代岩石圈地幔具有高于亏损地幔的水含量和偏离亏损地幔值的氢同位素组成,反映其受到过俯冲太平洋板片部分熔融所产生熔体的交代.俯冲大洋板片脱水熔融产生的富水流体和含水熔体对大陆岩石圈地幔底部的交代导致其水含量增加,引起底部岩石黏滞度降低,进而导致岩石强度的降低,使其容易被构造侵蚀乃至拆沉.因此,大洋俯冲隧道中的壳幔相互作用是克拉通岩石圈减薄的重要诱因.