巖石圈地幔物質(zhì)的Re-Os同位素地球化學(xué)—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(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的研究地球化學(xué)的新工具,在研究巖石圈地幔的形成演化過(guò)程中,它的廣泛應(yīng)用證明了其獨(dú)特的作用.由于母子體元素均具有強(qiáng)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(jìn)入熔體相中,因此巖石圈地幔物質(zhì)具有高Os低Re的特征,相對(duì)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(duì)巖石圈地幔物質(zhì)的定年、示蹤作用起到更好的效果,補(bǔ)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(xué),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(duì)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(fù)相關(guān)性,全巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)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(guò)部分熔融,虧損了玄武質(zhì)組分后形成的.14個(gè)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(guān)性不好,可能反映了地幔熔融后的Re或/和Os的活動(dòng);但<'187>Os/<'188>Os比值與熔體虧損指標(biāo)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(guān)系.由Os同位素代理等時(shí)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(zhì)、蝕變和風(fēng)化作用對(duì)其Os同位素組成的影響,其Os同位素組成的測(cè)量值可以代表鉻鐵礦形成時(shí)的初始Os同位素組成,為認(rèn)識(shí)大洋

5、巖石圈的形成和演化提供了重要證據(jù).本文報(bào)導(dǎo)了河北遵化新太古代蛇綠混雜巖帶中16個(gè)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(gè)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(jì)的γ<,Os(T