中国东部陆下岩石圈地幔中的再循环地壳流体组分

详细信息   

• 责任者：张铭杰^c兰州大学^d1965^f教授 ; 李延鑫 ; 胡沛青 ; 王先彬^c中国科学院地质与地球物理研究所气体地球化学重点实验室 ; 傅飘儿 ; Niu ; Y.L.
• 刊名：地质学报
• 出版年：2009
• 卷期：83^b3
• 关键词：岩石圈地幔 ; 地壳11^a中国20^a东部 ; 稳定同位素 ; 同位素组成 ; 二辉橄榄岩 ; 捕虏体 ; 实验研究30^a再循环地壳流体
• 页码：311～323
• 索书号：P206.3/141
• 图表：^c表2参75插图
• 分类号：1400
• 文摘期号：2009/09

摘要

地幔捕虏体中的流体组分记录了地幔演化的信息，可用来认识地幔中再循环地壳组分的性质和来源。采用分步加热质谱法测定中国东部二辉橄榄岩捕虏体组成矿物中流体挥发份的碳、氢和氧同位素组成，结合化学组成综合分析表明，早期流体包裹体、矿物晶格缺陷和空隙中的流体挥发分主要在高温段释出，CO₂和CO显示较轻的δ¹³C值，与世界其它地区地幔捕虏体明显不同；晚期流体包裹体中的流体挥发分主要在低温段释出。根据中国东部地幔演化事件、地幔矿物性质认为陆下岩石圈地幔中三种类型的流体挥发份中均存在来源不同的再循环地壳组分：（1）地幔初始流体，主要为耐熔矿物橄榄石在800～1 200 ℃释出的流体组分，华北克拉通地幔初始流体的化学组成（主要为CO）与华南克拉通（主要为CO₂）明显不同，反映二者拼合前各自演化时期捕获的流体组分；地幔特征的δD、δ¹³C_CH4和δ¹⁸O_CO2反映初始流体组分可能为元古代克拉通大陆型岩石圈地幔成分，较轻的CO₂ 和 CO的δ¹³C值揭示初始流体中存在部分再循环地壳流体，可能在1.9 Ga的大陆碰撞过程中混入；（2）地幔交代流体：指斜方辉石和单斜辉石800～1 200 ℃释气峰的流体组分，以H₂为主。华北克拉通交代流体主要组分H₂含量(80.73 mm³/g) 明显低于华南克拉通(138.91 mm³/g)，地幔特征的δD_H2和δ¹³C_CH4表明交代流体主体为地幔来源，较轻的δ¹³C_CO2,CO和较重δ¹⁸O_CO2揭示其中存在再循环陆壳流体，其可能的来源为华北与华南中生代拼合过程中的壳幔相互作用；（3）岩石圈减薄流体，指二辉橄榄岩捕虏体组成矿物在400～600 °C释放出的流体，华北与华南克拉通在流体组成方面相似，壳源特征的CO₂、CO和CH₄的δ¹³C值，以及较轻的δ¹⁸O_CO2和δD_H2O值指示该流体可能为岩石圈地幔减薄过程中引起的再循环洋壳流体，可能与中国东部转换带中水平俯冲的太平洋岩石圈(或其前身)脱气有关。