太平洋、印度洋中脊型地幔在两个时间段的位置——来自澳大利亚新生代玄武岩Pb、Sr和Nd同位素证据

弄清不同化学成分的软流圈库及其分布有利于了解大规模地幔对流模式及全球范围地幔化学域如Ｄｕｐａｌ异常（主要位于印度洋的一种地幔域,为Ｐｂ、Ｓｒ同位素异常的大洋玄武岩）、印度洋中脊玄武岩（ＭＯＲＢ）型地幔和冈瓦纳岩石圈地幔等的成因和物源。印度洋ＭＯＲＢ在...     

夏威夷玄武岩源区深海沉积物的铪（Hf）同位素证据

全球比例尺上表面固定的热点位置和火山对应于地下软流圈的恒定漂移速率表明它们产生于地幔深处。大洋岛玄武岩（ＯＩＢｓ）的３Ｈｅ／４Ｈｅ比值高于洋中脊玄武岩（ＭＯ＿ＲＢｓ）的３Ｈｅ／４Ｈｅ比值,反映ＯＩＢ地幔中（Ｕ Ｔｈ）／３Ｈｅ比值相对较低,这有可能表明下地幔比上地幔去气少。这种诠释为地幔对流模式提供了一重要限制,与ＯＩＢｓ源区是次生海洋岩石圈（其上物质在很大程度上被预料是去气）的证据相抵触。痕量元素丰度与Ｐｂ、Ｎｄ、Ｈｆ同位素比值都表明原始地幔并不是ＯＩＢｓ的主要源区。锇同位素的测量表明,一旦一种成分…     

高纬度北大西洋地幔放射成因同位素成分

高纬度北大西洋地幔放射成因同位素成分ＤｉｅｔｅｒＦ．Ｍｅｒｔｚ等冰岛熔岩以及周围上地幔熔岩的成因一直令人争执不休。为解释冰岛上观察到的同位素趋势，有人提供了一个丰富的地幔羽源与衰竭的洋中脊玄武岩（ＭＯＲＢ）源或衰竭的地幔羽源的混合过程。在本文中，冰岛...     

大西洋中脊玄武岩岩浆源区性质、潜在温度及其指示意义

洋中脊玄武岩（MORB）的微量元素成分和同位素比值具有变化范围大的特点,这些变化很难简单地用地幔部分熔融和结晶分异等岩浆演化过程来解释。传统观点认为洋中脊玄武岩的地球化学成分的多样性是由其下部地幔成分的大尺度不均一性决定的。这种地幔不均一性则是外来物质的加入造成的,如再循环的地壳物质、下大陆岩石圈、交代的岩石圈和外地核等成分加入到上地幔中。在本研究中,我们对大西洋洋中脊的玄武岩展开研究工作,评估了玄武岩源区的温压条件并综合对比了微量元素和同位素比值。靠近地幔柱的洋中脊玄武岩的地球化学和同位素成分具有较大的变化。地幔柱对洋中脊地区的影响范围可以达到1400公里,但并不是每个地幔柱都能够影响其周围1400km范围内的所有洋中脊脊段。未受地幔柱影响的洋中脊玄武岩成分和地幔潜在温度均没有异常表现。我们认为上述现象是由于地幔柱柱头形状不同造成的。地幔柱的流动形状可以分为管状和饼状两种,饼状地幔柱影响其周围的地幔是没有方向性的,而管状地幔柱对其周围地幔的影响在方向上具有选择性。沿着大西洋中脊的玄武岩的元素和同位素比值变化较大,暗示其源区具有较高的不均一性。我们认为该地区地幔不均一性主要是由于上地幔中加入了俯冲板片和拆沉下地壳造成的。另外,地幔柱的活动也不容忽视,它们影响了其周围部分洋脊段的成分变化。     

地幔柱中原始惰性气体的特性

惰性气体在解译地球的分异过程时是重要的示踪剂。它们证明了经强烈去气的浅地幔以及去气较轻的深部地幔的存在 ,而这二者间通过地幔柱相联。二者均包含不能由大气或地壳次生的原生Ｈｅ和太阳Ｎｅ。它们还获得了不同程度的放射成因、核成因及裂变成因同位素（４Ｈｅ ,２１Ｎｅ ,４０Ａｒ ,１２９Ｘｅ ,１３１ ,１３２ ,１３４ ,１３６Ｘｅ） ,这些同位素形成于早期地幔大量去气之后。浅地幔作为洋中脊玄武岩（ＭＯＲＢ）的源区 ,其元素及同位素组成已较好地建立 ,而关于深地幔柱惰性气体的特性仍存争论。夏威夷与冰岛地幔柱玄武岩中均包含大…     

太平洋地幔中大规模的化学和热液分区

５３°Ｓ和６６°Ｓ之间的太平洋南极海脊（ＰＡＲ）进行了两个航次的取样,为太平洋南部海底４０００ｋｍ长的地幔构造提供了条件。Ｃａｓｔｉｌｌｏ等最近报道了５３～５７°Ｓ同位素数据,我们这里报告了５６～６６°Ｓ的资料。与东部微板块北部的多数东太平洋海隆（ＥＰＲ）相比,ＰＡＲ５３～６６°Ｓ的样品在Ｎｄ－Ｓｒ和Ｓｒ－Ｐｂ同位素图表中一般分别含有低Ｓｒ和高Ｐｂ。在智利海脊北部和澳大利亚—南极不整合地层（ＡＡＤ）东部的印度海脊东南部（ＳＥＩＲ）以及３０～３５°Ｓ之间的ＥＰＲ玄武岩中都可发现这种趋势。为了描绘太…     

多金属结核,铁锰结壳的同位素地球化学研究

本文介绍国家大洋专项“八·五”重点项目“深海地质研究”中一级专题“东太平洋海盆多金属结核同位素地球化学研究”（ＤＹ８５－０２－０３－０４）所取得的成果，总结了多金属结核Ｓｒ、Ｐｂ、Ｏ、Ｓｉ、Ｃ同位素地球化学特征，并探讨了铁锰结壳Ｓｒ、Ｐｂ同位素组成特征及其古环境意义．     

东太平洋海隆1.5°N～1.5°S和南大西洋中脊13.2°S玄武岩物质组成

对东太平洋海隆(EPRⅠ区和Ⅱ区)和南大西洋中脊(SMAR)6个站位新鲜的玄武岩样品进行了岩石学及地球化学研究。结果显示,EPR玄武岩样品可分为辉石玄武岩、气孔玄武岩和玻基玄武岩3种类型,SMAR玄武岩样品主要为辉石玄武岩。EPR和SMAR玄武岩样品的标准矿物组合相同,均出现了石英和紫苏辉石标准矿物,为典型的拉斑玄武岩。EPRⅠ区和SMAR玄武岩表现出轻稀土富集的配分模式,可能受到了富集地幔源区(EMORB)的影响,其玄武岩可能形成于未经历早期熔融事件的富集地幔或部分熔融程度相对较低。EPRⅡ区玄武岩为正常型洋中脊玄武岩(N-MORB),其源区为经历了早期熔融事件的、亏损洋中脊地幔源区(DMM),且源岩部分熔融程度较高。EPRⅠ区与Ⅱ区不同的幔源特征说明东太平洋海隆地幔源区存在不均一性。     

大西洋中脊TAG热液活动区海底热液沉积物的硫同位素组成及其？…

对１９８８年取自大西洋中脊ＴＡＧ热液活动区的海底表层热液沉积物中３６件硫化物样品进行了硫同位素组成分析。结合ＯＤＰＬｅｇ１５８的近期成果,对ＴＡＧ区热液沉积物的硫同位素组成及其时空演变、硫源、硫同位素偏重的原因和硫的演化进行了探讨,得出如下结论：（１）ＴＡＧ区表层热液喾物的δ＾３４Ｓ值从２．９‰－７．６‰变化,均值为５．９８‰,与其它洋中论脊热液合活动区相比明显偏重,（２）从海底表层区到蚀变玄武岩     

地幔边界区的钻探

近年来发现在洋中脊不同地区 ,玄武质熔岩是非均一的 ,证明地幔源的成分是不一样的。研究地球化学省之间的边界区成为当前迫切的问题 ,因为一方面这使我们能查明上地幔的成分和物理参数 ,另一方面可以弄清其中发生的过程。表现明显的此类边界之一位于澳大利亚和南极洲之间的中印度洋中脊区 ,在该区这一边界与所谓澳大利亚—南极洲不整合区相吻合。这是全球洋中脊体系最深的 (4～ 5ｋｍ)区域之一 ,这里存在着非常冷的地幔和相应的薄地壳。已进行的地质研究工作表明 ,由边界区向西和向东 ,一系列元素 (Ｓｒ、Ｎｄ、Ｐｂ)的同位素成分有着实质…     

夏威夷地幔柱动力学

长期以来夏威夷群岛已成为地球动力学理论的发源地,在夏威夷发现的“热点”导致了深部热地幔柱理论的诞生,该理论认为流体地幔是夏威夷大洋火山岛及其它大洋岛弧形成的根源。海洋岛屿玄武岩和洋中脊玄武岩之间的化学与同位素差异一直被地球化学家用来约束地幔对流及地球化学演化模型,Ｂｉｌｃｈｅｒｔ－Ｔｏｆｔ等人展示的铪（Ｈｆ）同位素资料显示夏威夷熔岩中存在古深海沉积物,除自身意义外,该发现说明夏威夷地幔柱的地球化学和地震资料联合分析有助于解决长期困扰地学家的最重要的问题：地幔对流是否成层？成层地幔对流学说最初起源…     

中大西洋岩浆区大范围的200Ma的陆相溢流玄武岩

人们对陆相溢流玄武岩区（ＣＦＢＰｓ）的成因与演变的许多情况仍然不熟悉并且有争论。对ＣＦＢＰ的定义,以及与其他现象,如大陆裂陷、热点转移和大规模物种灭绝的成因关系,通常视地质年代学而定。中大西洋岩浆区（ＣＡＭＰ）的情况就是这样,这与泛大陆的裂离和中大西洋的形成有关,ＣＡＭＰ的拉斑玄武岩质岩墙、岩床和熔岩流在北美、南美、非洲和欧洲都有分布。虽然对ＣＡＭＰ的组分已经研究了几十年,但只是通过现代高精度地质年代学分析,才将其岩浆活动与单个短暂岩浆幕对应起来。４０Ａｒ／３９　Ａｒ和Ｕ／Ｐｂ资料允许对２００±…     

Reykjanes海岭以下热点产生浮流的地震证据

在过去的５５Ｍａ期间冰岛的大量火山被认为是由于高温地幔羽的存在 ,使得与大西洋洋中脊（ＭＡＲ）海底扩张有关的减压熔融增强而造成的。尽管地幔羽对海岭的冲击在冰岛海台是最强的 ,但大量的观测表明沿冰岛南部ＭＡＲ的扩张及与其相关的火山受热点的影响而发生了改变。特别是缓慢扩张的ＲＲ比典型的ＭＡＲ要热 ,Ｒｅｙｋｊａｎｅｓ海岭处的海底非常浅 ,地形非常光滑 ,缺乏典型的缓慢扩张中心所具有的割裂和轴谷 ,而且地壳异常厚。此外 ,沿Ｒｅｙｋｊａｎｅｓ海岭喷发的玄武岩的地球化学表明 ,它是冰岛地幔羽源和大西洋洋中脊源的混合。这…     

大陆物质是如何进入大洋地幔浅处的?

某些大洋玄武岩具有异常的同位素特征,不同于同一空间的地幔羽但却是古老的大陆岩石圈地幔（如Hawkesworth等,1986）或古老的下陆壳（Kamenetsky等,2001）的典型特征。这些异常组分被认为是大陆开裂期间分离出来并被运移到大洋地幔浅处的岩石圈物质。羽状物的热侵蚀和裂谷作用导致的构造分离都被认为是可能的分离过程,     

科拉半岛碳酸盐中的重氮——深地幔的一个可能指

为了理解古今地幔动力学及地幔与地壳的相互作用,必须确定地幔的结构和组成。一些学者认为,在大部分的地球历史时期内,部分地幔已经从地幔对流圈中分离出来,而仅在地幔柱中保存有原始成分。支持这种观点的证据主要来自于稀有气体,因为地幔柱衍生的岩浆其放射成因同位素与原生同位素的比率通常低于洋中脊玄武岩（ＭＯＲＢｓ）。不同意见来自于地球物理、实验及地球化学证据,这些证据认为,部分俯冲板块沉入６７０ｋｍ深的地震不连续面以下,意味着地球存在全球性扰动。浅地幔的Ｎ同位素组成相对于空气组成的千分比偏差（以δ１５Ｎ表示）大约为…     

南部大洋更新世钙质超微化石事件 : 同位素和地磁地层学校定

此项研究所涉及的种主要为Ｎｏｅｌａｅｒ ｈａｂｄａｃｅａｅ。本文采用Ｒａｆｆｉ等（１９９３）关于Ｇｅｐｈｙｒｏｃａｐｓｉｄｓ形态特征的观点。用于分析的５个岩心取自南部大洋的大西洋和太平洋海区。ＰＳ２４８７＿６岩心位于非洲角以南大陆坡ＤＳＤＰ３６０站位附近。由具泥质和超微化石互层的有孔虫软泥构成。ＰＳ２０７６＿１岩样位于南极环极海流北部亚南极带厄加勒斯断裂带海岭脊部 ,接近于ＯＤＰ１０８８站位 ,同位素和浮游有孔虫地层分析揭示为１—２０海相同位素期（ＭＩＳ）。ＰＳ２７０３＿１、ＰＳ２７０８＿１和ＰＳ２…     

全球三大洋底高原重力异常与地壳厚度特征及对比研究*

翁通爪哇高原、凯尔盖朗高原与沙茨基海隆是全球三大洋底高原, 是大量岩浆喷发到地表的结果, 火山面积分别达1.90×10⁶、1.25×10⁶、0.53×10⁶km²。本文详细分析了该三大洋底高原的地形、剩余地幔布格重力异常(residual mantle Bouguer anomaly, RMBA)与重力反演的相对地壳厚度, 并结合地质与地球化学特征约束进行对比研究。结果显示, 翁通爪哇高原、凯尔盖朗高原与沙茨基海隆分别高出周围海底约4.3、5、4km, 相应的地幔布格重力异常最大变化值分别为250、330、200mGal, 以及相应的相对地壳厚度变化分别为11、13、9km, 表明形成三大洋底高原的岩浆量远远大于正常洋中脊的岩浆量。此外, 三大洋底高原皆形成于洋中脊附近。Nd、Pb、Hf同位素比值分析表明, 翁通爪哇高原的玄武岩组分为洋岛玄武岩; 凯尔盖朗高原大部分类似于洋岛玄武岩, 并含有洋中脊玄武岩组分; 沙茨基海隆的玄武岩组分主要为东太平洋海隆正常洋中脊玄武岩, 却又存在少量位于全球洋岛玄武岩范围内。这些特征揭示了三大洋底高原可能形成于“地幔柱-洋中脊相互作用”。对此本文提出了两种模式: 一为洋中脊被地幔柱拖拽至其上方; 二为洋中脊之下的软流圈受到地幔柱影响, 从而产生超常熔融与超厚地壳。     

印度洋玄武岩中大陆组分的成因

印度洋玄武岩的地球化学特征与太平洋、大西洋的玄武岩不同。在87Sr/86Sr一定的情况下其143Nd/144Nd比值较低，而在206Pb/204Pb 一定的情况下其207Pb/204Pb 和208Pb/204Pb比值较高（Dupré等，1983； Mahoney 等，1998）。印度洋地幔源的玄武岩内存有来自大陆岩石圈的组分是造成这些不同的原因（ Rehk?mper和 Hofmann，1997）。部分印度洋洋中脊玄武岩（MORBs）的另一个特征是具有较低的206Pb/204Pb比值，这可能意味着大陆岩石圈与其软流圈的源发生了混合（Dupré等，1983； Mahoney 等，1992）。最近，大陆下的地幔分层现象已被用…     

利用化石鱼牙齿的Sr同位素对深海粘土高精度测年

利用化石鱼牙齿的Ｓｒ同位素对深海粘土高精度测年Ｂ．Ｌ．Ｉｎｇｒａｍ为开展Ｓｒ同位素高精度地层学在深海粘土中的应用．本项研究中所用的远洋粘土样品于１９９２年取自ＯＤＰ１４５航次（北太平洋断面）在ＯＤＰ８８５和８８６钻孔中，远洋粘土沉积物每１．５ｍ取１０...     

大洋中陆源溶解有机质的分布和循环

大洋中陆源溶解有机质的分布和循环ＳｔｅｐｈｅｎＯｐｓａｈｌ等陆源溶解有机质（ＤＯＭ）由河流不断地向海洋中排放，其在海洋盆地中的分布和活动性以及对全球碳循环的影响仍所知甚少。在东部赤道太平洋的表层水溶解腐殖质中发现了陆源溶解有机质出现在开放大洋中的直接...