雅鲁藏布江蛇绿岩中地幔柱型岩浆作用——来自氦、氩同位素的证据

雅鲁藏布江蛇绿岩的氦、氩同位素组成分别是：蛇绿岩中变质橄榄岩的^3He/^4He比值为1．104-3．384Ra，平均为2．383Ra；玄武岩的He同位素组成比较均一，^3He/^4He平均值为5．359 Ra；辉绿岩的^3He／^4He比值变化较大，为1—5Ra。由于各岩石样品有不同程度的蚀变，造成放射性成因He的加入，因此大多数样品He同位素组成比低于亏损地幔大洋中脊玄武岩的值(MORB≈8Ra)，不能真实反映源区特征。而采自吉定的辉绿岩样品^3He/^4He比值平均高达31．57Ra，与夏威夷发现的热点地幔源区的样品比值接近；分步加热法进一步测试，其高比值的He是在低温区段释放的。这种高^3He/^4He比值He的捕获，表明雅鲁藏布江蛇绿岩形成时存在地幔柱型富集地幔岩浆作用。     

胶东地区金矿床流体包裹体的He、Ar同位素组成及成矿流体来源示踪

关于胶东地区金矿床成因，多年来一直存在较大的争议。代表性金矿床中黄铁矿流体包裹体的He-Ar组成表明，胶东金床黄铁矿流体包裹体的^3He/^4He比值为0．43－2．36R／Ra。该值可分为两组：一组如蓬家夼金矿和发云夼金矿^3He/^4He比值＜1．0R／Ra；另一组如邓格庄和焦家金矿^3He/^4He比值＞1．0R／Ra。蓬家夼－发云夼金矿成矿流体的^40Ar/^36Ar比值为393－310，比较接近于大气氩的同位素组成（^40Ar/^36Ar=295.5），而焦家金矿成矿流体的^40Ar/^36Ar比值为500－1148。He-Ar同位素系统显示了蓬家夼－发云夼金矿成矿流体来源以大气降水为主，邓格庄、焦家金矿成矿流体来源以地幔流体为主。进一步研究表明，胶东金矿成矿流体H－O和He-Ar同位素系统对流体来源的示踪具有一致性。     

广西大厂锡多金属矿床氦、氩同位素特征及其地质意义

为查明广西大厂锡矿床的成因和成矿物质来源，文章对大厂锡矿铜坑一长坡矿床不同产出形态的矿体及区内最晚期成矿的茶山锑矿黄铁矿流体包裹体的氦、氩同位素组成进行了测试。研究结果表明，铜坑一长坡矿床不同产出形态的矿体的成矿流体氦、氩同位素组成基本一致，^3He／^4He值为1.2～2.9Ra，^40Ar／^36Ar为273～327，反映了成矿流体具有相同来源，且有明显的地幔流体混入；茶山锑矿^3He／^4He值为0.78Ra，^40Ar／^36Ar为268，具岩浆流体与大气水混合特征。     

山东地区新生代不同类型幔源样品中稀有气体同位素组成与成因

稀有气体是地球流体源区信息的有效示踪剂.利用热熔融法对山东地区幔源巨晶、包体全岩及其单矿物以及寄主玄武岩等幔源样品中稀有气体的测试表明,不同类型样品具有明显不同的稀有气体同位素组成,特别是He同位素比值差异明显.巨晶和包体单矿物中的n(3He)/ n(4He)值分别为0.87～11.31Ra、0.911 ～10.11Ra,均值分别为6.1Ra和3.73Ra,主体介于地幔一大气一地壳源区之间;包体全岩中n(3He)/ n(4He)值0.19 ～ 2.30Ra(均值为1.05 Ra),且均低于相应单矿物中该比值;而玄武岩中n(3He)/ n(4He)值全为10-8数量级,与地壳均值无异.各类幔源样品中n(4Ar)/n(36 Ar)值无明显差异,介于296.4～864.3,高于大气但远低于典型地幔值.所获有限数据中,不同类型样品中n(2Ne)/n(2Ne)值均高于大气,具幔源特征,其中包体全岩及其单矿物n(2Ne)／n(22Ne)值分别为10.19 ～12.42和10.55～11.80,无明显差异;玄武岩中该值介于11.07～13.10,总体高于包体全岩及其单矿物.上述比值特征的差异反映了不同类型幔源样品各自不同的成因和演化特征:巨晶和包体单矿物中的轻稀有气体同位素组成主要反映了由于古板块俯冲所导致的岩浆源区地幔一大气／地壳的昆合特征,个别样品中可能存在宇宙成因3He;除单矿物中所体现的源区混合特征外,包体全岩还存在放射成因4He;而玄武岩在喷出地表后丢失大量地幔稀有气体信息,其同位素组成主要体现了放射成因4He的影响.     

云南金顶和白秧坪矿床He,Ar同位素组成及其意义

对金顸铅锌矿床和白秧坪Cu-Co-Ag矿床成矿阶段形成的热液矿物中原生流体包裹体的He，Ar同位素研究结果表明：金顸铅锌矿床的成矿流体的。He／^4He值为0．19～1．02Ra，^40Ar／^36Ar值为274～305，白秧坪Cu-Co-Ag矿床0．71～4．60Ra，^40Ar／^36Ar值为290～334，表明成矿流体中可能含有地幔He。这些新资料的获得为研究该区成矿作用和深部的关系提供了同位素地球化学依据。     

新疆萨瓦亚尔顿金矿床年代学、氦氩碳氧同位素特征及其地质意义

新疆萨瓦亚尔顿金矿位于西南天山西端，受NNE向脆韧性剪切带控制。对绢云母化蚀变岩进行了^40Ar／^39Ar法年龄测定，表明金主成矿时代为三叠纪。根据黄铁矿流体包裹体氦、氩同位素、石英流体包裹体的碳、氧同位素组成，讨论了萨瓦亚尔顿金矿成矿流体的来源。结果表明石英流体包裹体中δ^18OSMOW变化于14．5100-24．2‰，CO2的δ^CPDB变化范围较大，为-8．69‰～＋4．98‰，暗示成矿流体中的碳来源于地幔和海相碳酸盐岩。黄铁矿流体包裹体的^3He／^4He变化较大，为0．04～1．11R／Ra，^40Ar／^36Ar变化较小，介于301～348。综合分析认为萨瓦亚尔顿金矿的成矿流体为地幔流体和地壳流体混合的产物，以地壳流体为主。     

金川超镁铁质岩元素及稀有气体同位素地球化学特征

金川超镁铁质岩是金川铜镍硫化物矿床的赋存岩体．采自金川镍矿Ⅰ矿区露天矿第2期侵入岩体的样品其岩石类型主要为含二辉橄榄岩和二辉橄榄岩，见镍黄铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿呈成条带状出现，表明其形成时低氧逸度的成岩环境。运用ICP—MS等离子质谱仪和MM5400稀有气体质谱仪分别对全岩样品的稀土元素、微量元素和包体稀有气体同位素进行测定后得到一些认识：金川超镁铁质岩的微量元素丰度与球粒陨石相比，变化曲线基本呈水平分布，但是地壳中高度亏损Cr，Ni元素含量较高，主要富集于超基性的辉石和橄榄石中，说明其成因类型具有明显的幔源特征。岩石中稀土元素总量较高，为轻稀土富集型．重稀土亏损。其中由深至浅稀土元素对La／Yb，Ce／Yb，La／Sm，(La／Sm)N的比值均基本呈现增大趋势．说明其中稀土元素分馏程度呈增大趋势，轻稀土的分馏尤为明显。超镁铁质岩的^3He／^4He值分布于0．847Ra～1．625Ra之间，虽远低于上地幔的^3He／^4He值．但仍存在地幔初始氦的踪迹。研究结果表明，该岩体在侵入过程中发生了明显的分异作用，并与地壳发生了的混染作用和热液交代作用．进一步证明了该岩体为上地幔局部熔融的超基性岩浆上侵形成的。     

辽宁宽甸新生代火山岩和地幔包体的稀有气体同位素组成及其演化意义

通过对宽甸新生代碱性玄武岩、地幔包体及辉石巨晶的稀有气体同位素组成的分析，认为不同岩性稀有气体含量的差异反映了岩浆作用过程中轻、重稀有气体的分馏特性，较轻的稀有气体(He、Ne)比较重的稀有气体(Kr、xe)具有更高的活动性和不相容性；该地区上地幔源区具有典型的MORB型源区特征，以辉石巨晶为代表；地幔包体的^3He／^4He值较低，可能是地幔流体交代作用造成的；大陆碱性玄武岩具有与大洋玄武岩截然不同的He同位素组成，反映了大陆区地幔岩浆上升过程中受到了陆壳物质混染。地幔源区^40Ar／^36Ar值为350左右，二辉橄榄岩和碱性火山岩的^40Ar／^36Ar值比大气略高，可能有大气组分的混合。部分样品中有^21Ne、^22Ne、^129Xe、^134Xe和^136Xe相对于大气的过剩现象，是核成因造成的。     

新疆望峰金矿成矿流体的He、Ar同位素示踪

本文采用稀有气体同位素质谱方法,通过分析望峰金矿石中载金黄铁矿流体包裹体He、Ar同位素组成,对成矿流体进行示踪研究。结果显示,黄铁矿流体包裹体3He/4He比值为0.00473～0.01079Ra,40Ar/36Ar比值为301～413,具地壳放射性成因氦同位素组成和大气降水成因氩同位素组成,总体显示由大气降水改造而成的地壳流体特征。望峰金矿成矿流体中He同位素组成异常,是成矿前大气降水与高U、Th含量古老容矿围岩作用遭受放射性成因4He稀释、成矿时发生流体减压沸腾综合作用的结果,Ar同位素组成异常是成矿前大气降水下渗获取容矿围岩放射性成因40Ar的结果,成矿流体是大气降水深循环的产物。     

海底多金属结核和富钴结壳的He同位素对比研究

对东太平洋海盆C- C 区海底多金属结核及西太平洋马绍尔地区富钴结壳的He 同位素组成进行了对比研究。发现结核的3He/4He 比值普遍较高,为(1.73 ～13 .26) ×10- 5 。所有结核样品的3 He/4 He 比值均高于MORB 的平均3 He/4 He 比值,有些样品的3 He/4 He 比值甚至高于地幔热柱的值。磁性部分相对非磁性部分3 He/4He 比值和4 He 含量均明显偏高。结壳的3 He/4 He 比值相对较低,变化范围为6 .05 ×10 - 8 ～8 .08 ×10 - 5     

幔源挥发性组分参与302铀矿床成矿作用的氦同位素证据

对取自302铀矿床井下与沥青铀矿矿石共生的9件紫黑色萤石、肉红色方解石样品进行了流体包裹体的He同位素测定,3He／4He测定值为0．03～0．57Ra（绝大部分在0．11～0．25Ra之间）,位于地幔与地壳的氦同位素值范围之间,显示成矿流体中的氦同位素具有壳、幔两个端元混合的特点,表明有大量幔源挥发性组分参与铀成矿作用。该矿床碳同位素值与流体包裹体证据均表明,地幔挥发性组分确实大规模参与了铀成矿作用。研究显示,几乎华南所有的热液铀矿床都形成于白垩纪-古近纪,且这些矿床的碳同位素组成均显示成矿流体中的矿化剂CO2来自地幔．暗示它们成矿时具有相似的成矿动力学背景：可能均与华南中,新生代岩石圈伸展作用所控制的幔源挥发性组分具有密切的关系。     

Helium and Argon Isotopic Composition of Cenozoic Alkali Basalts and Mantle-Derived Xenoliths from Kuandian, Liaoning Province, China

The noble gas isotopic composition and content data of 2 alkali basalts, 3 Iherzolite xenoliths and one clinopyroxene megacryst from the Kuandian region have confirmed the occurrence of a fractionation of noble gases during magmatism. Light noble gases such as He and Ne are high in mobility and appear to be incompatible as compared with heavy ones ( such as Kr and Xe). Therefore, light noble gases are abundant in volcanics, especially in the volcanics with bubbles; lherzolite xenoliths have relatively high heavy noble gases. The clinopyroxene megacryst has the lowest abundance of noble gases, probably due to its high P-T origin. Noble gas isotopic composition of the clinopyroxene megacryst reveals that the mantle source beneath the Kuandian area has an MORB-like reservoir with^3 He/^4He ratio of—10 Ra(Ra: atmospheric^3 He/^4He ratio) and^40 Ar/^36 Ar ratio of 345.6. The Iherzolite xenoliths possess moderate^3 He/^4He ratios of 2.59 -4.53 Ra, reflecting the loss of primary helium during rock deformation or metasomatism caused by enriched mantle fluids during the up-lifting. The alkali volcanics have very low^3 He/^4 He ratios(0.47—0.61 Ra),indicating a contribution of radiogenic^4 He, probably having resulted from crust contamination. Most of the samples have excess^21 Ne and^22 Ne as compared with atmospheric neon, but Kr and Xe isotopic compositions are indistinguishable from atmospheric values within uncertainties with only individual samples having excess^129Xe,^134Xeand^136 Xe.     

Noble Gas Isotopic Compositions of Cobalt-rich Ferromanganese Crusts from the Western Pacific Ocean and Their Geological Implications

1 Introduction Submarine metallic mineral resources consist mainly of polymetallic nodules and cobalt-rich ferromanganese crusts. Despite being discovered much later than the former, the latter are becoming one of the most important submarine polymetallic ore resources, because they containmany valuable metallic elements such as Co, platinum group elements (PGE), rare earth elements (REE), Ni and Cu, besides high contents of Fe and Mn (He et al., 2001). The Co-rich crusts are widely distr…     

Heterogeneous lithospheric mantle metasomatism in the eastern North China Craton: He–Ar isotopes in peridotite xenoliths from Cenozoic basalts

The abundances and isotopic compositions of Helium and Argon have been analyzed in a suite of fresh spinel peridotite xenoliths in Cenozoic basalts from the eastern North China Craton (NCC) by step-wise heating experiments, to investigate the nature of noble gas reservoirs in the subcontinental lithospheric mantle beneath this region. The xenoliths include one harzburgite collected from Hebi in the interior of the NCC, two lherzolites from Hannuoba at the northern margin of the craton, and three lherzolites from Shanwang and Nushan on the eastern margin. ³He/⁴He ratios in most of the xenoliths are similar to those of mid-ocean ridge basalts (MORB) or slightly lower (2–10.5 Ra, where Ra is the ³He/⁴He ratio of the atmosphere), suggesting mixing of MORB-like and radiogenic components. One olivine separate from Nushan has a helium value of 25.3 Ra, probably suggesting cosmogenic ³He addition. The ⁴⁰Ar/³⁶Ar ratios vary from atmospheric value (296) to 1625, significantly lower than the MORB value. Available data of the peridotite xenoliths indicate the He and Ar isotopic systematics of the mantle reservoirs beneath the NCC can be interpreted as mixtures of at least three end-members including MORB-like, radiogenic and atmospheric components. We suggest that the MORB-like noble gases were derived from the underlying asthenosphere during mantle upwelling, whereas the radiogenic and recycled components probably were incorporated into the lithospheric mantle during circum-craton subduction of oceanic crust. Available data suggest that the MORB-like fluids are better preserved in the interior of the NCC, whereas the radiogenic ones are more prevalent at the margins. The Paleo-Asian ocean subduction system probably was responsible for the enriched and recycled noble gas signatures on the northern margin of the craton, while the Pacific subduction system could account for the observed He–Ar isotopic signatures beneath the eastern part. Therefore, integration of helium and argon isotopes reflects heterogeneous metasomatism in the lithospheric mantle and demonstrates the critical importance of lithospheric mantle modification related to both circum-craton subduction of oceanic crust and asthenospheric upwelling beneath the eastern NCC.     

西藏日喀则白马让蛇绿岩:亚洲大陆边缘的小洋盆

藏南雅鲁藏布蛇绿岩被认为是新特提斯大洋岩石圈的残留。该带中段的日喀则白马让蛇绿岩是保存较完整的蛇绿岩岩块之一。该蛇绿岩主要由橄榄岩、蛇纹岩、镁铁质侵入岩和玄武岩组成,缺堆晶岩系。镁铁质侵入岩主要呈辉绿岩脉、岩床和少量的岩墙产出。辉绿岩脉在整个蛇绿岩层序中均有分布,侵入橄榄岩的部分岩脉已经变为变辉绿岩和异剥钙榴岩。辉绿岩床(墙)向上逐渐过渡为玄武岩。局部可见日喀则群整合覆盖在玄武岩之上。地球化学分析显示不同产状的镁铁质岩均属于低钾或中钾的拉斑玄武岩,亏损Nb、Ta、Ti和LREE,具有弧前玄武岩(FAB)或弧后盆地玄武岩(BABB)的特征,它们的Ti/V和Yb/V的比值与BABB或正常大洋中脊玄武岩(N-MORB)相似,Sr-Nd-Pb同位素数据指示了亏损地幔(DM)与富集地幔(EM)过渡的源区。镁铁质岩野外产出关系和地球化学特征表明,白马让蛇绿岩的镁铁质岩组合可能形成于SSZ环境。考虑到超镁铁质岩、镁铁质岩和日喀则群在空间上的连续性,认为白马让蛇绿岩可能是起源于亚洲大陆边缘俯冲带上的洋盆,属于原地系统,而非外来的构造岩片。     

雅鲁藏布蛇绿岩——事实与臆想

位于西藏南部的雅鲁藏布蛇绿岩在我国研究程度最高,在国际上也有较高的知名度。该蛇绿岩东西延伸约2000km,代表了印度和亚洲之间消失的新特提斯洋,是确定上述两大板块间缝合线存在的重要岩石学标志。本文根据作者近几年的野外考察,结合前人发表的资料发现,该蛇绿岩有如下方面的重要特点。(1)各蛇绿岩剖面均发育大规模的橄榄岩体,超镁铁岩的分布远远大于镁铁质岩石。这些超镁铁岩体尽管在岩性上以方辉橄榄岩为主,但出现大量二辉橄榄岩;(2)镁铁质堆晶辉长岩不发育;(3)不存在席状辉绿岩墙群,取而代之的是顺层侵入在橄榄岩中的辉长岩-辉绿岩岩席。部分情况下,辉绿岩还侵入到玄武岩之中;(4)蛇绿岩上部发育有一定厚度的玄武岩,但玄武岩与橄榄岩之间经常被辉绿岩席所占据,部分情况下玄武岩与橄榄岩直接接触。(5)地幔橄榄岩与镁铁质岩石在Sr-Nd同位素和形成时代上存在显著差别;(6)辉长岩与辉绿岩形成在120~130Ma的狭窄时间段内,并具有类似亏损地幔的地球化学特点。上述资料表明,雅鲁藏布蛇绿岩中的超镁铁岩和镁铁质岩形成于不同时代,且在成因上不具任何联系。根据这些资料,本文提出,该区蛇绿岩的地幔橄榄岩可能为大陆岩石圈地幔。早白垩世期间,北侧亚洲大陆南缘位置的岩石圈由于拉张而使深部岩石圈地幔物质向上剥露。随着岩石圈拆离和减薄的不断进行,软流圈地幔发生减压熔融,形成目前见到的玄武岩和辉长-辉绿岩席。在拉张作用的高峰期,早期亏损的大陆岩石圈地幔在经历交代作用后发生部分熔融形成少量玻安质熔体。因此,雅鲁藏布蛇绿岩并不能代表新特提斯大洋,它与经典的蛇绿岩定义相差甚远。考虑镁铁质岩石发育有限的特点,雅鲁藏布蛇绿岩代表了一种超慢速扩张的洋盆形成环境,其扩张速率甚至慢于目前广为人知的西Alps地区。根据全球蛇绿岩的情况,该蛇绿岩可被定义为日喀则型,是目前超慢速扩张洋盆的端元代表。     

西太平洋海底海山富钴结壳惰性气体同位素组成及其来源

采用高真空气体质谱系统测定了西太平洋麦哲伦海山富钴结壳不同层圈及其基岩的惰性气体丰度和同位素组成,结果显示:(1)西太平洋富钴结壳主要是水成成因,其中惰性气体来源不同,He 绝大多数来自宇宙尘(IDPs),少量来自陆源风成微粒;Ar 主要来自海水溶解的大气,少量来自陆源风成微粒或沉积岩建造水;Ne 和 Xe 主要来自海水中溶解大气, 少量来自宇宙尘;(2)在具三层结构的结壳中,亮煤层(致密层)的惰性气体同位素相对外层和疏松层有较大的不同,显示大洋磷酸岩化对早期沉积的结壳惰性气体组成有较大的影响,如导致~4He 的升高和~3He/~4He 的显著降低;(3)太平洋富钴结壳玄武岩基岩的~3He/~4He 非常低,为0.0095～0.074Ra,与本区磷块岩基岩(0.087Ra)相似,而远低于正常海底玄武岩的~3He/~4He 比值,显示这些基岩曾与富含放射性成因~4He 和 P 的上升洋流或沉积物中建造水发生过水/岩反应,这个过程将释放出较多的成矿元素,有利于富钴结壳的形成,海底海山玄武岩中较低的 He 同位素组成可作为富钴结壳的找矿标志之一。     

山东招远金翅岭金矿床H,O,He,Ar同位素组成及其对成矿流体示踪的研究

金翅岭金矿是位于胶东西北部招莱成矿带内的一个中型石英脉型金矿床,受招平断裂带下盘次级NE-NNE向密集构造裂隙带控制,成矿围岩为玲珑花岗岩和郭家岭花岗闪长岩。本文通过对成矿作用过程中的贯通性矿物石英H,O同位素及黄铁矿中流体包裹体He,Ar同位素进行研究,探讨了成矿流体的来源。研究表明:金翅岭金矿床成矿流体的氢、氧同位素组成存在明显的变化趋势,10件样品的氢氧同位素组成δD值变化于-74.80‰～-95.70‰之间,平均值-85.41‰;δ18 O值变化于+1.30‰～+11.12‰之间,平均值为+4.95‰。分析结果显示,成矿流体早期以岩浆水为主,晚期主要为岩浆水和大气降水的混合。黄铁矿流体包裹体3 He/4 He值为0.09R/Ra～1.51R/Ra,平均0.72R/Ra,位于地壳氦和地幔氦之间。根据成矿流体的壳幔二元混合模式进行计算:地幔流体参与成矿的比例为7.49%～11.85%,地壳流体占主导地位。40 Ar/36 Ar值为365.9～4 042.6,集中在地壳流体与地幔流体之间,大气饱和水的范围附近。结合H-O同位素的结果可知,金翅岭金矿床成矿流体是以地壳流体占主导地位的壳幔混合流体,而地壳流体端元又是岩浆水和大气降水的混合流体,并且大气降水参与成矿流体的比例随着成矿作用从早到晚,以及成矿流体由深到浅的运移而不断增多。