中国不同类型断裂带的地幔脱气与深部地质构造特征

以氦同位素为主,辅以CO2/3He和CH4/3He及40Ar/36Ar等指标,结合地质构造等资料,对中国大陆不同类型断裂带的地幔脱气及其深部地质构造特征进行了综合示踪研究.据此识别并划分出4种具代表性的断裂带: (1) 伸展性构造环境中的岩石圈断裂,地壳厚度小,具低CH4/3He-高R值和低CO2/3He值-高R值体系,以幔源流体为主,地幔脱气作用最强,以郯庐断裂带为代表; (2) 强烈挤压构造环境中的岩石圈断裂或俯冲带,如班公湖-怒江断裂带,地壳巨厚,R/Ra值为0.43～1.13,幔源氦约占总氦的5%～14%,地幔脱气作用较弱; (3) 造山带山前(盆缘)深断裂带,R值为10-7量级,CH4/3He值为109～1010,CO2/3He值为106～108,具微弱的地幔脱气作用; (4)造山带内壳层断裂带,如窑街F19等断裂带,具有高CH4/3He值-低R值(10-8)和高CO2/3He值-低R值体系,无明显的地幔脱气作用.研究表明: 大型深断裂带是地幔脱气的主要构造通道; 控制地幔脱气强度的主要因素为断裂深度、构造环境性质和地壳厚度; 地幔脱气作用强度可反映断裂带的深度及其深部构造状态,而气体地球化学示踪则可成为其研究的新的途径; 地球深部热流体上侵活动可能是深大断裂带形成演化的动力源之一; 山前断裂带是深部构造活动方式和壳幔结构转换的部位,对于认识造山带和盆地的形成机理有重要科学意义.