强亲铁元素高温地球化学与天体化学及研究进展

强亲铁元素(HSE)包括铂族元素(PGE):Os、Ir、Ru、Rh、Pt、Pd)及Re、Au,它们对金属与硫化物相具有强烈的亲和性,这种独特性质使其成为高温地球化学与天体化学研究中的优秀示踪剂。此外,强亲铁元素内含两种长半衰期(^(187)Re-^(187)Os,t_(1/2)=41.6 Ga;^(190)Pt-^(186)Os,t_(1/2)=469 Ga)和一种短半衰期(^(107)Pd-^(107)Ag,t_(1/2)=6.5 Ma)放射性同位素衰变体系,可以用作地球与天体演化的时钟。在地幔部分熔融或分离结晶期间,PPGE(Rh、Pd、Pt)与Re、Au倾向于进入熔体相,IPGE(Os、Ir、Ru)则更多保留在残余固相。因此,通过地幔包体、地幔构造岩、镁铁质与超镁铁质火山岩的HSE丰度与Os同位素可约束地幔组成和相应的岩浆过程,以及制约地球早期演化过程。随着分析技术的改进,HSE与Re-Pt-Os同位素在行星增生与分异、核幔相互作用、壳幔分异、洋陆转换、克拉通形成与破坏、岩石圈俯冲再循环以及Ni-Cu-PGE矿床成因等方面均显示了巨大的应用潜力。

胶东海阳所超镁铁岩中强亲铁元素的地球化学特征及其构造环境探讨

强亲铁元素与亲石元素具有不同的地球化学行为,因此能够从不同的角度为造山带中超镁铁岩的成因及演化提供重要信息。位于苏鲁造山带东北端的胶东海阳所超镁铁岩主要由橄榄岩和辉石岩组成,它们常以团块状赋存于花岗质片麻岩中。虽然前人对这些超镁铁岩已经开展大量岩石学研究,但关于其成因及构造属性仍存在较大争议。本文开展了海阳所超镁铁岩的全岩主微量元素、强亲铁元素及Re-Os同位素的分析工作,结果显示蛇纹石化橄榄岩具有较高的MgO和Fe_(2)O_(3) T含量,较低的Al_(2)O_(3)、TiO_(2)和CaO含量,明显富集流体迁移元素(U、Pb),亏损高场强元素(Zr、Hf),强亲铁元素没有发生明显分异,但Ru显示正异常,表明海阳所蛇纹石化橄榄岩是经历了低-中等程度部分熔融及熔/流体交代作用影响的残余地幔橄榄岩。海阳所辉石岩的主量元素表现出明显的结晶分异特征,稀土元素较原始地幔富集,铂族元素(PGEs)含量较低且发生了明显的分异,表明辉石岩的地幔源区经历过高程度的部分熔融和硫化物的分离。海阳所蛇纹石化橄榄岩的Os同位素地球化学特征表现出大洋亲和性,与辉石岩不具有熔体-残留体的关系。由于该地区发育较深层次的韧性剪切带,蛇纹石化橄榄岩中的橄榄石与辉石表现出韧性变形的特征,同时有辉石岩侵入到橄榄岩的现象,表明该地区的蛇纹石化地幔橄榄岩与辉石岩既不同时,也不同源,因此,暗示了该套岩石组合可能形成于大洋核杂岩(OCC)与洋脊型蛇绿岩(MOR)堆晶岩交互发育环境。