皖苏地区幔源物质的氧同位素组成

氧同位素组成对于了解岩石成因、地幔不均一性和壳-幔相互作用等具有重要意义。国外对幔源物质的δ~(18)O作了大量测定,揭示了地幔δ~(18)O的不均一性,玄武岩的高、低δ~(18)O的地幔源区,以及扩δ~(18)O和Nd,Sr,Pb同位素组成的协变性等。国内研究报道甚少,与Sr,Nd,Pb同位素和REE等痕量元素地球化学研究相比较,存在明显差异。本文报道皖苏地区新生代大陆玄武岩、幔源橄榄岩包体、单斜辉石和歪长石巨晶捕虏体的δ~(18)O,并讨论其地球化学意义。     

橄榄岩包体结构和化学组成之间的关系及其意义——以吉林汪清为例

<正>橄榄岩包体的结构反映了上地幔的变形历史,其地球化学组成则记录了地幔所经历的亏损和富集过程以及亚固相再平衡过程,而已有的工作通常只强调其中的某一方面.事实上,上地幔的各种地质作用是橄榄岩结构和化学组成之间形成特殊关系的控制因素.因此,综合考察橄榄岩结构和地球化学性质能更好地剖析和反演上地慢的演化历史.为此,我们对产于吉林汪清新生代碱性玄武岩中的尖晶石橄榄岩包体进行了研究.所研究的包体结构类型包括原生粗粒结构(颗粒直径>4mm)、介于粗粒和残斑结构之间的过渡型结构以及等粒变晶结构(约1mm).工作中首先随机挑出20个样品进行了详细的电子探针分析,然后再对其中的10个样品进行了全岩主量元素成分、单斜辉石稀土元素(REE)含量和Sr-Nd同位素分析.表1列出了所分析样品的主要岩石学、地球化学特征.     

橄榄岩包体结构和化学组成之间的关系及其意义——以吉林汪清为例

橄榄岩包体的结构反映了上地幔的变形历史,其地球化学组成则记录了地幔所经历的亏损和富集过程以及亚固相再平衡过程,而已有的工作通常只强调其中的某一方面.事实上,上地幔的各种地质作用是橄榄岩结构和化学组成之间形成特殊关系的控制因素.因此,综合考察橄榄岩结构和地球化学性质能更好地剖析和反演上地慢的演化历史.为此,我们对产于吉林汪清新生代碱性玄武岩中的尖晶石橄榄岩包体进行了研究.所研究的包体结构类型包括原生粗粒结构(颗粒直径>4mm)、介于粗粒和残斑结构之间的过渡型结构以及等粒变晶结构(约1mm).工作中首先随机挑出20个样品进行了详细的电子探针分析,然后再对其中的10个样品进行了全岩主量元素成分、单斜辉石稀土元素(REE)含量和Sr-Nd同位素分析.表1列出了所分析样品的主要岩石学、地球化学特征.     

中国东部裂谷系地幔脱气的氦同位素证据

大气中发现的放射性成因(~40)Ar和(~4)He被认为是地球内部放射性元素(如铀、钍等)自然衰变的产物经地球脱气进入大气圈的.稀有气体同位素组成及其相对比值是地球脱气理论和地幔地球化学演化很重要的地球化学指标,据此提出了地球脱气的连续性模式和突变性模式.地球脱气在时间上有突变性,在地理位置或大地构造位置上具不均匀性.大陆裂谷、大洋中脊、火山岛孤是地球脱气通量最大的地带.地球裂谷带不仅有大量挥发分从地球深部向外逃逸,而且有大量地球深部岩浆和热向上逸出.本文根据三十多个氦同位素数据和其他地球化学、地质学资料来讨论中国东部大陆裂谷地幔的脱气.     

苏皖地区新生代玄武岩和幔源橄榄岩包体的187Os/186Os比值

幔源岩石中痕量(10~(-9)～10~(-12))亲铁元素Re,Os含量和~(187)Os/~(186)Os比值的测定,为研究地壳-地幔相互作用和地幔结构与演化提供了一种新的时计和示踪剂,以弥补亲石元素Rb-Sr,Sm-Nd和U-Th-Ph同位素体系的不足.近年来,国际上对幔源岩石~(187)Os/~(186)Os示踪作了不少研究,但国内尚未见报道.我们在国内测定了幔源玄武岩和橄榄岩包体全岩的~(187)Os/~(186)Os比值,对其地球化学意义作了初步探讨.     

河北阳原幔源包体的Sr-Nd同位素特征指示华北克拉通中部存在EMI型古老富集地幔

位于太行山重力梯度带西侧的河北阳原第三纪碱性玄武岩中产有大量幔源包体, 包括二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和辉石岩. 在橄榄石含量-橄榄石成分图解上, 阳原橄榄岩偏离大洋趋势线, 多数落在太古宙和元古宙地幔范围; 部分富集LREE的样品具有EMI型的Sr-Nd同位素特征(ε_Nd = -6.9 ~ -10.6, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.7044~0.7047), 而另一些富集LREE的样品的ε_Nd值(+5.7)与亏损LREE的样品相类似. 这说明阳原上地幔经历了多期地幔交代作用. 由于EM1型同位素组成常见于典型古老克拉通下岩石圈地幔, 因此阳原包体为华北西部存在古老岩石圈地幔提供了新的证据.     

我国东北部幔源包体中稀有气体丰度和同位素组成

报道了辽宁宽甸、吉林辉南和河北汉诺坝新生代玄武岩中幔源包体的稀有气体丰度和同位素组成。与大洋中脊玄武岩（MORB）和其他地区相比，我国东北部幔源包体具有较低的稀有气体丰度、类似或低于MORB的^3He/^4He比值、低于MORB的^40Ar/^36Ar比值、类似大气的^38Ar/^36Ar和Ne-Kr-Xe同位素组成等特征。这些结果表明我国东北部岩石圈地幔的不均一性，即存在类似于宽甸的亏损地幔和类似于辉南地区的富集地幔。3个地区低^40Ar/^36Ar比值可能暗示着岩石圈地幔中随板志消减而加入了大气稀有气体成分。     

西藏那曲蛇绿岩地幔源区的碳质球粒陨石型Os同位素特征及其意义

尖晶石具有高Os低Re含量的特性,能够抵抗变质、蚀变和风化作用对其Os同位素组成的影响,其Os同位素组成的测量值可以代表形成时的初始Os同位素组成.本文尝试用同一堆晶序列纯橄岩中尖晶石Os同位素组成和辉长岩中锆石年龄来反演地幔源区的Os同位素组成,为认识大洋岩石圈的形成和演化提供重要证据.西藏那曲蛇绿岩是新特提斯蛇绿岩的一部分,位于班公湖-怒江缝合带中段,形成于成熟的弧后盆地,其中发育同一堆晶序列的纯橄岩和辉长岩.辉长岩中锆石U-Pb年龄为183.7±1Ma.纯橄岩的全岩和分选出的尖晶石的Os同位素组成非常一致,排除了后期混染作用的影响,可以代表对流上地幔Os同位素组成.与碳质球粒陨石对比,尖晶石的?Os为?0.2～?0.3,表明那曲蛇绿岩的地幔源区为碳质球粒陨石型对流上地幔.因此,青藏高原大陆岩石圈主体属于残留的特提斯大洋岩石圈,是由中生代软流圈地幔顶部转化形成.这是首次运用能准确定年的堆晶岩中尖晶石Re-Os同位素组成来反演蛇绿岩地幔源区性质的研究实例.     

中国东部盆地天然气中氖同位素组成及其地质意义

在自然界中,氖有3个稳定同位素:~(20)Ne,~(21)Ne和~(22)Ne.其中,由于放射性核反应,如~(18)O(n,a)~(21)Ne和~(19)F(n,a)~(22)Ne等引起相对于大气组成~(21)Ne和~(22)Ne的富集.在大洋中脊玄武岩(MORB)和洋岛玄武岩(OIB)等幔源物质中,发现的~(20)Ne过剩被认为是地幔中太阳风型氖的存在,代表着地球原始组成.由于上、下地幔脱气程度的差异,而导致其He/U和Ne/U比值的不同.然而,对于大陆地幔的稀有气体特征尚没有得到清楚的认识.近来,Dunai和Baur观测到欧洲次大陆地幔相对于海洋地幔富集放射性成因~4He,并将此归因于欧洲次大陆地幔的富集.中国东部由于中新生代拉张,沿郯庐断裂带喷发了大量新生代火山岩和幔源包体,其微量元素、稀土同位素组成的研究表明,东部地幔具有EMⅠ和EMⅡ特征.本文试图以天然气中氖同位素组成作为示踪剂对东部富集地幔作进一步探讨.1 样品及实验本文中30个天然气样品采集于东部5个沉积盆地(松辽、辽河、渤海湾、苏北和三水)气体类型包括二氧化碳、烃类和二氧化碳-甲烷-氮气混合气等.天然气藏储层为松辽盆地的白垩系,其他盆地的以第三系为主,深度从近地表到5000m深.在实验室内,利用全金属高真空系统,首先将氖与活性气体(如烃类、二氧化碳和氮气等)和其他稀有气体进行分离,然后将其导入V     

上地幔橄榄岩粒间组分的微量元素特征及其成因探讨

对具有不同岩石学和地球化学特征的幔源包体进行了酸淋滤实验,以便能直接地获得橄 粒间组分的微量元素特征。结果表明,粒间组分富集ＬＲＥＥ,且有强烈的Ｔａ负异常。粒间组分中ＲＥＥ总量的高低以及Ｒｂ,Ｂａ和Ｎｂ负异常的存在与与橄榄岩经历的地幔交代作用的性质密切相关。     

范式革命:玄武岩记录有喷发时岩石圈厚度的信息,没有地幔潜在温度的记忆

玄武岩是地球上最丰富的岩浆岩,人们通过对玄武岩的岩石学和地球化学研究来推演地幔的热结构和地幔元素及同位素组成,并探讨局部和整个地球的化学分异过程.在20世纪60年代以前人们还不清楚地幔是由橄榄岩组成的,其部分熔融产生玄武岩岩浆.我们今天对地幔及地幔熔融的认识要归功于实验岩石学研究[1～5].然而,有关地幔部分熔融的机制...     

汉诺坝下地壳-上地幔包体的岩石圈热动力学记录

对汉诺坝含石榴石下地壳-上地幔包体中主要矿物核部至边部的化学组成进行了详细的电子探针分析. 核部至边部的温度-压力变化表明麻粒岩包体记录了增温、增压作用; 核部温度>930℃的地幔包体表现出降温、降压特征, 核部温度<930℃的地幔包体的温度-压力变化不明显. 这些包体记录的最终压力主要为0.9~1.5 GPa. 个别麻粒岩包体向榴辉岩相过渡的岩石学特征可能属于增温、增压过程中麻粒岩向榴辉岩转变的中间产物. 综合已有研究, 我们认为这些包体记录的温度-压力变化反映了它们被玄武岩捕获前经历的一次重要的岩石圈减薄作用及之前的岩石圈加厚作用.     

地幔通道流:青藏高原大规模生长的深部机制

地处喜马拉雅造山带后陆区的青藏高原,其成因与生长一直存在争议.基于前人资料和我们的综合研究发现,西起西昆仑,东经北羌塘和昆仑山口,向南折向芒康-大理,直抵红河-哀牢山,发育一条跨越青藏高原不同构造单元的长达数千公里的巨型高热流带,并显示由高原内部向东北部边缘迁移之势.沿此巨型高热流带,岩石圈地幔部分熔融产生的钾质镁铁质岩-煌斑岩群(42～32 Ma)和钾质碱性岩-碳酸岩(27～7 Ma)、软流圈减压熔融产生的洋岛玄武岩(ocean island basalts, OIB)(16～1 Ma),以及中下地壳熔融产生的钾质长英质岩(40～0.3 Ma)呈群聚式断续展布;以峰期麻粒岩相变质为特征的高温深变质带与大型走滑断裂带(40～17 Ma)相伴发育;下地壳麻粒岩包体具有高达800°C的变质温度,地幔橄榄岩包体显示地幔垂直流动特征;地球物理探测所揭示的6个大型低速异常体呈群聚式、等间距、断续式展布.我们提出:印度大陆岩石圈地幔俯冲触发了亚洲大陆软流圈涌动,后者沿后陆区若干地幔通道垂直上涌,热蚀并吞噬地幔岩石圈,直抵地壳底部.这些"地幔通道流"源于400 km深处,形成于晚(硬)碰撞以来(≤40 Ma),不仅为维持青藏高原隆升提供了深部热能,而且为高原地壳生长输送了新生幔源物质,同时引发中下地壳塑性流变和侧向流动,并驱动青藏高原向北东方向侧向生长.     

N-TIMS法测定盘石山橄榄岩包体的Os同位素组成

Re,Os是亲铁元素,在壳-幔分异过程中,由于Os是相容元素,Re为中等不相容元素,因此Re-Os同位素体系可以提供主要由亲石元素构成的Rb-Sr,Sm-Nd和U-Th-Pb同位素体系所不能给出的重要信息。1991年Volkening等首次应用负热电离质谱(N-TIMS)分析技术进行地质样品的超低含量(10~(-9)～10~(-12))Re-Os同位素测定,揭开了Re-Os同位素体系研究的新篇章,使之成为90年代国际地球化学前沿领域的研究热点,但目前国内尚未见用N-TIMS法测定地质样品中Os同位素组成的报道。本文利用负离子热电离质谱(N-TIMS)法测定了江苏省六合县盘石山尖晶石二辉橄榄岩包体的Os同位素组成,并对其地球化学意义作了初步探讨。     

黄骅坳陷港西断裂带包裹体中氦同位素组成特征

对黄骅坳陷港西断裂带不同层位包裹体中氦同位素组成特征进行了分析. 发现包裹体中均见有幔源氦的侵入, 并受到NE向的港西断裂和NWW向的徐庄子断裂的控制, 幔源氦的侵入时间主要为新近纪. 幔源氦的侵入与构造活动密切相关, 研究区具有强烈的岩浆活动, 具有幔源气体良好的物源; 而且开启性好但延伸性不佳的港西断裂和开启性差但延伸性好的徐庄子断裂结合, 组成了幔源无机气上涌的良好通道. 幔源氦的异常中心位于两条断裂的交汇处, 并向四周减低. 在幔源氦的异常中心发现了高纯度的无机二氧化碳气田. 包裹体内氦同位素的组成特征对无机成因气藏的勘探以及构造活动性的研究具有重要意义.     

中国东部幔源岩石的氧同位素激光探针分析

对中国东部新生代玄武岩中橄榄岩包体的巨晶矿物的激光探针氧同位素分析结果表明,大多数矿物的δ＾１８Ｏ值与世界范围值一致,单斜辉石－橄榄石和斜方辉石－橄榄石矿物对的氧同位素测温给出了阳离子配分温度计一致的温度。虽然,中国东部大陆岩石圈地幔处于封闭体系条件下的氧同位素平衡状态。     

一个残留的地幔楔: 来自华北早第三纪火山岩的证据

对华北早第三纪火山岩（由K－Ar年龄确定）进行了系统的主元素、微量元素和Sr,Nd,Pb同位素分析。这些资料显示,早第三纪火山岩主要是钙碱质,其次是碱质的,并且与晚第三纪和第四纪火山岩在地球化学上明显差异。特别是,华北南部的早第三纪火山岩来源于富集的岩石圈地幔（EMⅡ）,这一富集地幔可能是印支期扬子大陆向华北大陆俯冲形成的地幔楔的残留。     

湖南金刚石矿物包体的初步研究

近年来,通过对金刚石中包体矿物的矿物和化学组成,同位素特征等研究,把这些包体矿物及相应的金刚石划分成三种成因组合:橄榄岩型、榴辉岩型和晚期的巨晶组合。国内自六十年代以来,曾对金刚石的包体矿物进行了零星的工作。本文是国内第一次对金刚石包体矿物系统研究的报道。     

原始上地幔的Os同位素组成

利用幔源橄榄岩包体及造山带橄榄岩的锇同位素＾１８７Ｏｓ／１８８Ｏｓ比值与主量元素Ａｌ２Ｏ３含量相关的特点,获得了原始上地幔的锇同位素＾１８７Ｏｓ／＾１８８Ｏｓ比值为０．１２６￣０．１２７,落在ｕｃｋ和Ａｌｌｅｇｒｅ的原始地幔锇同位素组成（ＡＬＭ）范围内,与Ｙｉｎ的Ｒｅ－Ｏｓ体系均一源（ＮＵＲ）的锇同位素组成接近,显示原始地幔的同位素＾１８７Ｏｓ／＾１８８Ｏｓ比值可能低于普通球粒陨石和顽火辉石球粒陨     

地幔流体包裹体中多种固相充填物的发现及其意义

地幔岩中流体包裹体带来了地幔流体性质、成分的直接信息,它在地幔交代作用、部分熔融、岩浆演化,以及地幔化学非均一性等地幔演化过程中的重要作用已越来越受到重视,可以说现今研究固体地幔再也不能忽视地幔流体的存在了。近年国内在地幔流体研究方面已发表了一批初步研究成果,主要通过普通光学显微镜对大于几个微米的包裹体进行研究,侧重