橄榄岩—熔体相互作用过程中Re-Os体系的变化趋势: 对华北新生代地幔橄榄岩Re-Os年龄含义的启示

橄榄岩的Re-Os同位素体系作为探讨岩石圈地幔形成年龄的重要手段已受到人们越来越多的重视。然而,Re-Os体系是否会受到橄榄岩的低温蚀变如蛇纹石化和地幔交代作用或橄榄岩—熔体相互作用的影响并不十分清楚。本文在总结国际上典型造山带橄榄岩剖面研究和地幔橄榄岩捕虏体研究的基础上,发现橄榄岩的Re-Os同位素体系基本不受蛇纹石化等低温蚀变作用的影响; 但橄榄岩—熔体相互作用会造成橄榄岩的Re-Os体系的变化即Re或Os的带入。当熔体/岩石比例较小时(≤1),橄榄岩—熔体相互作用会造成橄榄岩的Re含量显著增加,而放射成因的Os同位素即¹⁸⁷Os增量有限。但当熔体/岩石比例很大时(≥1),会造成¹⁸⁷Os同位素显著增加。同时,橄榄岩的Re含量与中等程度不相容主、微量元素如Al、Ti、Yb的正相关关系可以通过橄榄岩的两阶段演化模式来解释,即早期的部分熔融残留和后期的橄榄岩—熔体相互作用共同影响的结果。橄榄岩的Re含量与Cr含量的正相关关系进一步说明了这一问题。上述结果对华北东部岩石圈地幔的演化过程有重要的启示作用。因为华北东部古生代时期的确存在太古宙岩石圈地幔,然而新生代时期地幔橄榄岩捕虏体普遍具有元古宙而非太古宙的事实证明橄榄岩—熔体的相互作用的确广泛存在,从而造成岩石圈地幔橄榄岩变年轻。因此,新生代地幔捕虏体的Re-Os同位素年龄并不是岩石圈地幔的形成年龄,而是混合作用的结果。汉诺坝地幔橄榄岩的Re含量和Sr、Nd同位素组成符合橄榄岩—多元熔体相互作用的混合趋势,其橄榄岩的全岩Al₂O₃含量和橄榄石Fo的反相关性能够通过橄榄岩—熔体相互作用来解释。     

Re-Os同位素对峨眉山大火成岩省成因制约的探讨

峨眉山大火成岩省（ELIP）主要由玄武岩、玄武质火山碎屑岩及少量的苦橄岩（包括越南的科马提岩）、长英质岩石以及层状岩体和岩墙组成,其物质来源直接关系到其成因是否与地幔柱活动有关。Re-Os同位素体系是地核、地幔和地壳物质的最佳示踪剂。前人对ELIP内的Re-Os同位素研究表明,低Ti玄武岩的Os含量为0．006×10^-9-0．40010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1371～1．403,并提出其与地幔柱活动有关;而高Ti玄武岩的Os含量为0．00410^-9～0．56010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1271～5．19,认为起源于大陆岩石圈地幔或地幔柱上升过程中受到大量岩石圈地幔“混染”（xu JF et al．,2007）;科马提岩的0s含量为1．2410^-9～7．0010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1251～0．1261,苦橄岩的Os含量为0．3210^-9～2．32910^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1233～0．1266,指示苦橄岩和科马提岩均来自亏损地幔源区（Hanski et al．,2004;陈雷等,2007）。本文利用Os含量最低、^187Os／^188Os最高的高Ti玄武岩作为地壳端员,用铁质陨石、原始上地幔（PUM）和亏损地幔（DMM）作为地核和各种地幔端员,分别做二元混合计算,结果显示绝大多数玄武岩和所有苦橄岩及科马提岩均落在地壳和DMM混合曲线附近,并且邻区特提斯洋地幔岩与DMM具有相近的Os含量和^187Os／^188Os组成,据此推测峨眉山火成岩的形成与特提斯洋的活动有关,主要受控于地壳和亏损地幔的相互作用。     

《岩石学报》投稿须知

《岩石学报》是由中国科学院主管,中国矿物岩石地球化学学会和中国科学院地质研究所主办的学术性期刊。其办刊方针是:坚持以创新性、综合性、前沿性、导向性为特色,坚持"百化齐放,百家争呜",依靠和团结全国广大地学工作者,探索自然奥秘,开展广泛而深入的基础理论研究,促进我国地球科学领域研究和发展,发表高水平科研成果,为我国培养和造就大批地学科研人才。《岩石学报》主要报道有关有关岩石学基础理论的岩石学领域     

新疆叶尔羌河流域地下水同位素特征及其补给来源分析

笔者以新疆叶尔羌河流域为例,在研究区水文地质调查的基础上,根据不同区域、不同深度D、~(18)O和T值的变化分析地下水补给来源.解决了传统研究方法很难解决的问题.为干旱地区地下水起源及空间分布规律研究提供了新思路。研究结果表明:(1)研究区地下水不是来自大气降水的直接入渗,而是地表水渗漏补给。(2)流域分为两个独立的地下水循环系统,分别接受叶尔羌河与提孜那甫河河水补给。(3)潜水和承压水的起源相同,属统一的地下水系统。(4)地下水径流表现为倾斜平原区径流强烈,地下水以水平运动为主;细土平原区地下水径流迟缓,地下水以垂直蒸发运动为主.径流方向与地表水流向密切相关。     

全球地球化学填图——历史发展与今后工作之建议

区域性与国家性的地球化学填图已取得进展,如何在可期待的未来以极低密度采样获得周期表内大多数元素在全球的分布,有赖于对填图理念的更新及采样介质、采样部署与采样方法研究的进展。英国Webb等发现在数平方千米至数十平方千米汇水盆地之河口采集水系沉积物样品,其分析结果可大致逼近其上游汇水盆地内土壤中元素之平均值。挪威及中国的研究工作表明在更大河流(其汇水盆地达数百、数千以至数万平方千米)的河口采样,这一规律依旧适用。看来,这种分形规律还可进一步延展至世界上一些汇水盆地达数十万至百万以上平方千米的主要入海河口,但这方面尚需作更多的研究。在这种新的填图理念指导下,提出了为实现全球地球化学填图的短期研究与试点计划和长期全面实现之规划。     

杭州泗岭铝质A型花岗岩的发现及其构造意义

初步研究表明,以往被认为是典型的S型花岗岩或改造-重熔型花岗岩的泗岭岩体应为铝质A型花岗岩。该岩体高硅、碱、钾而明显贫钙、镁;高(K2O Na2O)/CaO值(平均16.79)和AKI指数(平均0.92);FeO*/MgO比值大(平均13.95),高于M型、S型和I型花岗岩,而与世界A型花岗岩平均值(13.4)相近;岩石为弱碱性、准铝-弱过铝质,富含稀土元素、HFSE元素,高Rb、F和Nb,反映其具A型花岗岩的成分特征。泗岭岩体氧同位素δ18O为 8‰～ 9‰,反映岩浆主要起源于下地壳。该岩体侵位于拉张的构造环境,是晚白垩世早期一次重要的构造-岩浆热事件,同时也反映了区域性孝丰—三门湾大断裂与学川—湖州大断裂在晚白垩世早期处于拉伸阶段。     

河南汝州-鲁山-带震旦系东坡组碳酸盐沉积的碳同位素负偏及其地质意义

河南汝州、鲁山一带罗圈组冰积层之上的东坡组以页岩、粉砂质页岩及粉砂岩为主．笔者发现了东坡组夹有白云岩透镜体及白云质粉砂岩、砂岩．白云质粉砂岩具有与东坡组页岩不协调的软沉积变形．白云岩透镜体和白云质粉砂岩具有明显的δ^13C负偏．白云岩透镜体的δ^13C为-4．19‰～-6．18‰．白云质粉砂岩的δ^13C大部分为-2‰～-4‰之间．因此认为,东坡组的白云岩透镜体及白云质粉砂岩、砂岩与华南震旦纪盖帽白云岩及南华纪Sturtian冰期冰积层之上的碳酸盐丘和菱锰矿类似,为冰积层中的天然气水合物泄漏释放的CO2和海水中的Mg^2＋发生快速反应快速沉淀而成的,即东坡组的白云岩、白云质粉砂岩、砂岩为冷泉成因．     

北大别白垩纪镁铁－超镁铁岩的铂族元素地球化学研究

采用镍锍火试金法结合ICP-MS分析了12个北大别白垩纪镁铁-超镁铁岩样品的Ir,Ru,Rh,Pt和Pd的含量,结果显示铂族元素（PGE）的含量较低,原始地幔标准化后的PGE分布模式呈正斜率型,PPGE相对原始地幔略微亏损,而IPGE强烈亏损,Pd/Ir值远高于相应的地幔比值。这些镁铁-超镁铁岩中PGE的强烈分异是地幔低程度的部分熔融过程中,PPGE主要受硫化物控制,而Ir则存在于非硫化物相如尖晶石,可能还有合金之中造成的。同时,铂族元素的分布特征表明这些镁铁-超镁铁岩是岩浆结晶分异的产物。     

西秦岭熊山沟岩体地球化学及构造环境分析

在区域地质调查及综合研究的基础上,对位于西秦岭天水东南部地区的原百花岩体进行了详细的岩石学、岩石地球化学、岩体接触关系、同位素年龄研究,从中解体出熊山沟岩体,并初步了解了该岩体的岩浆活动规律。熊山沟岩体早期岩石类型为斜长花岗岩,岩石化学成分K2O含量较低,K2O∕Na2O比值为0.33～0.42;晚期岩石类型为二长花岗岩,岩石相对富集K2O,K2O∕Na2O比值为1.01～1.43,岩石属拉斑-钙碱性系列;微量元素富集Th、Hf、Nb、Zr等元素;稀土元素以富集轻稀土,无铕负异常或铕负异常不明显为主要特征;氧同位素值较低（δ^18O为＋3.32‰）,岩石具Ⅰ型花岗岩的特征,岩浆来源于下地壳物质,形成于大陆弧构造环境。     

西藏西南部拉昂错地幔橄榄岩的地球化学特征及其构造意义

拉昂错蛇绿岩位于西藏西南部雅鲁藏布缝合带(YZSZ)的西段,由地幔橄榄岩和侵入其中的基性岩墙组成.拉昂错地幔橄榄岩普遍发育碎斑结构及熔体注入和交代结构,尖晶石的Cr#值具有较广泛的变化(0.32～0.70),大多数样品富集LREE并伴随HFSE的明显增加,少数亏损LREE,前者部分熔融程度为15%～23%,后者为10%左右,这表明它们并不是地幔单阶段部分熔融的残余物,而是MORB型亏损橄榄岩在俯冲过程中再度部分熔融后熔体与残余地幔相互作用的产物,由于熔体不同程度的混合与交代,形成了各种再饱满程度不同的橄榄岩.对拉昂错地幔橄榄岩岩石学和地球化学特征的研究,为探讨YZSZ蛇绿岩带所代表的特提斯洋盆的形成和演化提供了新的证据.