洋中脊和洋岛玄武岩过剩^(230)Th成因:全球铀系同位素数据库、常量和稀土元素地球化学制约

通过洋中脊和洋岛玄武岩230Th-238U不平衡和常量元素数据,进行地幔熔融参数计算,并分析了过剩230Th的成因.快速和慢速洋中脊玄武岩(230Th/238U)在整体上与初始熔融深度(Fe8,P0)和平均熔融程度(Na8,Fmelt)明显呈正相关;洋岛玄武岩过剩230Th与地幔初始熔融深度和平均熔融程度没有明显的相关性,且与洋中脊玄武岩相比,其较高的(230Th/238U)反而对应更低的部分熔融程度.这表明洋中脊玄武岩过剩230Th受地幔熔融条件的控制,洋岛玄武岩过剩230Th更像是受深部难熔石榴子石相的控制,而不直接受控于地幔熔融条件.计算获得绝大多数230Th过剩的洋中脊玄武岩初始熔融压力介于1.0～2.5GPa之间,与近年来实验在压力>1.0GPa时单斜辉石相中出现DU>DTh的结论相符;洋岛玄武岩的初始熔融压力多介于2.2～3.5GPa,大约在尖晶石-石榴子石转换带附近,其相对洋中脊玄武岩较低的过剩226Ra也暗示更深的地幔源区.据此,洋中脊和洋岛玄武岩过剩230Th可能分别形成于尖晶石-和石榴子石-二辉橄榄岩源区.另外,洋中脊玄武岩的K2O/TiO2与(230Th/238U)和初始熔融压力(P0)相关性不明显,因此形成过剩230Th的地幔深度范围内不存在明显的尖晶石-石榴子石相转换.洋岛与洋中脊玄武岩在(230Th/238U)-K2O/TiO2和(230Th/238U)-P0图解上位于两个明显分割的区域内,说明控制洋岛和洋中脊玄武岩过剩230Th的矿物相不同.快速和慢速扩张洋中脊Ce/Yb-Ce曲线相似,甚至快速扩张洋中脊的Ce/Yb比值略低,相比之下,洋岛玄武岩Ce/Yb-Ce曲线显示其受石榴子石影响较为明显.因此,洋中脊与洋岛玄武岩过剩230Th的控制因素存在明显的差异性,而过剩230Th形成于石榴子石源区的机制只适合于洋岛而不适合于洋中脊玄武岩.