五大连池和宽甸地幔包体的惰性气体同位素特征——MORB 型地幔和交代型地幔

黑龙江五大连池科洛和辽宁宽甸的碱性玄武岩中地幔包体的惰性气体同位素的地球化学特征研究表明,东北地区表现了地幔的不均匀性。五大连池地区的地幔包体中的~3He/~4He 比为4.5～5.3R_4,明显低于 MORB 的值,具有被交代的大陆富集地幔特征。氩同位素^(40)Ar/^(36)Ar 比的变化在557～4005。结合玄武岩和地幔包体的矿物学特征和微量元素地球化学特征,显示五大连池地区的岩浆源区可能遭受过来自壳源物质或和古俯冲事件有关的富 H_2O-CO_2流体的交代作用,辽宁宽甸黄椅山的样品~3He/~4He 比为7.30～7.52R_A,氩同位素^(40)Ar/^(36)Ar 比的范围在1496～7677。宽甸黄椅山地区的则显示了具亏损地幔 MORB 的特点,反映了未经地壳组分改造的大陆地幔的特征。本文通过对两种不同类型的地幔岩的研究,认为东北地区大陆地幔存在 MORB 型亏损地幔和交代型地慢两种类型,反映了各自不同的演化机理。

基于独立成分分析的马里亚纳弧后地幔源区特征研究

对采自太平洋洋中脊(277组)、印度洋洋中脊(159组)、马里亚纳海槽(53组)、马里亚纳岛弧(39组)、中南劳海盆(72组)共600组玄武岩数据进行了独立成分分析,从Sr-Nd-Pb五维同位素比值空间提取出占样本方差99%的3个独立成分(IC1,IC2,IC3),并利用这3个独立成分(ICs)与微量元素比值之间的相关性来讨论独立成分的起源。分析结果表明:IC1可以将马里亚纳海槽玄武岩与太平洋洋中脊及马里亚纳岛弧玄武岩区分,并且IC1值与(La/Sm)N比值呈正相关。IC2可以将马里亚纳海槽和马里亚纳岛弧玄武岩区分,而且IC2值与Ba/Th比值呈正相关;IC3可以将弧后盆地和洋中脊玄武岩区分,同时IC3值与Th/Nb呈负相关。分析独立成分的统计特征和微量元素比值特征可知,IC1与印度洋型MORB地幔的富集组分相关,IC2与太平洋板块俯冲产生的含水流体相关,IC3与再循环俯冲沉积物熔体相关。根据ICs地理分布特点,我们认为:1)马里亚纳海槽北部比南部受到更多印度洋型MORB地幔富集组分的影响,表明印度洋型MORB地幔可能从北部置换太平洋型MORB地幔;2)海槽北部地幔源区则是受到再循环沉积物熔体的影响较大,而中部和南部地幔源区可能受到更多俯冲流体的影响。