女山和英峰岭地幔巨晶矿物中He和Ar同位素特征及其地质意义

应用真空击碎释气进样和静态同位素比值质谱测量技术, 测定安徽省女山和广东省英峰岭新生代碱性玄武岩中地幔矿物的巨晶捕虏体(单斜辉石、石榴子石和钛铁矿3种巨晶)中He和Ar同位素组成. 结果表明, 中国陆缘上地幔的3He/4He值为7.99～8.58Ra, 具有MORB型地幔特征. 而40Ar/36Ar值为313～909, 显示地幔氩与大气氩二元混合的特征. 海洋板块的俯冲作用把海洋沉积物带入陆缘地幔, 是造成二元Ar同位素混合的地球动力学因素. 发现在钛铁矿巨晶中含有丰富的地幔流体包体和惰性气体.

雷州半岛英峰岭玄武岩中的铁铝榴石巨晶及母岩浆成因

英峰岭火山岩中的石榴石巨晶以富铁(>20%)、低镁(5.88%～10.87%)和高钙(6.92%～8.16%)为特征. 成分明显变化, 随着Mg#减小, 石榴石中的Ni, V, Sc, Co和重稀土含量逐渐降低, 而Zr, Hf, Ga, Y, Sr, Nb, Zn和轻、中稀土含量逐渐升高. 石榴石母岩浆是一种高度演化的残余岩浆, 强烈亏损Ti, Sr, Hf, Nb和重稀土元素. 母岩浆是由石英拉斑质玄武岩浆经60%以上的单斜辉石、石榴石、斜长石和钛铁矿的分离结晶形成. 这种母岩浆没有喷出地表, 而是滞留于地幔结晶成巨晶堆晶岩. 巨晶与寄主岩是非平衡的.

元素在介质中的扩散能力及对交代橄榄岩化学性质的影响

对雷州半岛英峰岭火山岩中地幔复合包体的详细的原位LM-ICP-MS分析显示,从与辉石岩的接触带到远离的橄榄岩,单斜辉石中的大多数不相容元素的含量逐渐降低,而相容元素和重稀土(HREE)含量快速上升;各元素下降或上升的速度明显不同,从而造成了交代橄榄岩中不同元素的层析分离现象(chromatographicfractionation).这种层析分离反映了不同元素在渗透熔体或流体中的不同扩散速率.研究显示Sr,Nb,La和Ce等强不相容元素具有最高的扩散能力,MREE^HREE具有中等的扩散能力,而Zr,Hf,Ti,Ga和Sc在大多数情况下显示低的扩散能力.轻稀土(LREE)较重稀土(HREE)明显高的扩散速率将造成交代橄榄岩中REE分异的加剧(La/Yb比值增大),而Zr,Hf,Ti较相邻稀土元素更低的扩散能力将造成交代橄榄岩中这些元素的相对亏损.在富流体渗透熔体中元素的扩散能力都较强,则层析分离较弱.硅酸盐熔体引起的交代作用的范围是非常有限的,受交代作用影响的围岩橄榄岩的宽度严格地受形成脉体母岩浆的体积和熔体性质的控制.