巖石圈地幔物質的Re-Os同位素地球化學—橄欖巖包體和蛇綠巖豆莢狀鉻鐵礦.pdf

1、Re-Os同位素體系是上世紀90年代發(fā)展起來的研究地球化學的新工具,在研究巖石圈地幔的形成演化過程中,它的廣泛應用證明了其獨特的作用.由于母子體元素均具有強親鐵親銅性,在殼-幔分異中,Os的相容性使其殘留在地幔中,Re的中等不相容性使其優(yōu)先進入熔體相中,因此巖石圈地幔物質具有高Os低Re的特征,相對于其它親石元素同位素體系,能夠抵抗地幔交代作用的干擾,從而對巖石圈地幔物質的定年、示蹤作用起到更好的效果,補充了親石元素同位素體系所不能給予

2、的信息.本文研究了2種不同類型地幔巖石的Re-Os同位素地球化學,即河北漢諾壩新生代堿性玄武巖中的幔源橄欖巖包體和河北遵化新太古代蛇綠混雜巖中的豆莢狀鉻鐵礦.前者代表大陸巖石圈地幔,后者代表大洋巖石圈地幔的組成部分.對于漢諾壩地幔橄欖巖包體,主要分析了全巖的主量、微量元素、單礦物單斜輝石的微量元素和全巖Re-Os同位素.全巖Al<,2>O<,3>、CaO、TiO<,2>含量均與MgO有很好的負相關性,全巖原始地幔標準化REE豐度模式大部

3、分呈現(xiàn)了LREE虧損,表明該區(qū)橄欖巖包體是由飽滿的巖石圈地幔經(jīng)過部分熔融,虧損了玄武質組分后形成的.14個尖晶石橄欖巖Re、Os含量分別為0.022-0.193ppb和1.237-4.304 ppb,<'187>Os/<'188>Os比值為0.1183-0.1244,與<'187>Re/<'188>Os比值相關性不好,可能反映了地幔熔融后的Re或/和Os的活動;但<'187>Os/<'188>Os比值與熔體虧損指標如重稀土元素Yb和常量

4、Al<,2>O<,3>的含量有很好的線性關系.由Os同位素代理等時線得到該區(qū)陸下巖石圈地幔的形成年齡為1.7-2.0Ga,表明尖晶石相橄欖巖所代表的巖石圈地幔是早-中元古代形成的陸下巖石圈地幔經(jīng)減薄作用后的殘留體.河北遵化新太古代蛇綠巖中發(fā)育有典型的豆莢狀鉻鐵礦.豆莢狀鉻鐵礦通常具有低Re、高Os含量的特性,能夠抵抗變質、蝕變和風化作用對其Os同位素組成的影響,其Os同位素組成的測量值可以代表鉻鐵礦形成時的初始Os同位素組成,為認識大洋

5、巖石圈的形成和演化提供了重要證據(jù).本文報導了河北遵化新太古代蛇綠混雜巖帶中16個豆莢狀鉻鐵礦全巖的Re、Os元素含量和Os同位素組成,Os含量為8.828-354.0ppb,Re含量為0.019-0.128ppb,<'187>Os/<'188>Os比值為0.11003-0.11145.3個高Os含量(>300ppb)的塊狀鉻鐵礦礦石的<'187>Os/<'188>Os平均值為0.11026±0.00004,以2.6Ga計的γ<,Os(T