稀有氣體同位素能夠?yàn)殛懴聨r石圈地幔的性質(zhì)及演化提供很好的制約。本次研究采集了郯廬斷裂帶東側(cè)附近的南京地區(qū)六合塔山新生代玄武巖中的地幔橄欖巖捕虜體,測(cè)定了其主元素和微量元素,并采用真空壓碎法獲得了單礦物顆粒中流體包裹體的He、Ar稀有氣體豐度和同位素組成。塔山的4He含量較低(基本小于5×10^-9 cm³/g,標(biāo)準(zhǔn)狀況下),比昌樂(lè)-臨朐明顯低1～2個(gè)數(shù)量級(jí),可能代表著更高程度的熔體抽取以及較低程度的交代作用,而且分離熔融產(chǎn)生的動(dòng)力學(xué)分餾,可能是導(dǎo)致塔山⁴He/⁴⁰Ar^*比值(0.02～0.30)遠(yuǎn)低于地幔產(chǎn)率(1.4～4.8)的原因。橄欖巖中單斜輝石的(La/Yb)N比值在0.31～3.61之間,顯示其遭受了地幔交代作用。橄欖巖中橄欖石³He/⁴He的比值為5.6～9.0Ra,同時(shí)含有洋中脊玄武巖(MORB)型和放射成因型組分,而且富集輕稀土元素的二輝橄欖巖³He/⁴He比值隨著4He含量增長(zhǎng)...

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圖2六合塔山地幔橄欖巖分類圖

主元素測(cè)試在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所電子探針與掃描電鏡實(shí)驗(yàn)室完成,使用的儀器型號(hào)為JOELJAX-8100。測(cè)試的工作電壓為15kV,工作電流為10nA,束斑直徑為5μm,利用天然礦物樣品進(jìn)行儀器標(biāo)定和數(shù)據(jù)校正。圖3六合塔山地幔橄欖巖的電子背散射圖像

圖3六合塔山地幔橄欖巖的電子背散射圖像

尖晶石的TiO2含量大多數(shù)都較低,除了樣品TS07(0.25%),其余均小于0.20%。方輝橄欖巖樣品具有較高的Cr#值(37.3);二輝橄欖巖樣品的Cr#值區(qū)別不大,介于8.9～15.7之間。尖晶石的Cr#值和橄欖石的Fo值一樣,也是部分熔融很好的指標(biāo)。在熔體抽取的過(guò)程中,尖....

圖4六合塔山地幔橄欖巖中不同礦物的主元素組成;白色區(qū)域是世界上非克拉通橄欖巖,灰色區(qū)域是克拉通地區(qū)橄欖巖,數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[28]

第3組樣品中單斜輝石的微量元素顯示U、Th、Nb、Ta和Sr等元素的相對(duì)富集特征,同時(shí)存在Ti、Zr負(fù)異常,Ti/Ti*比值(其中Ti*=(GdN+EuN)/2[33])為0.14,而第1組和第2組樣品中單斜輝石的Ti/Ti*比值為0.56～0.83。3.3稀有氣體

圖5六合塔山地幔橄欖巖中單斜輝石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素分布模式圖(球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)值引自文獻(xiàn)[29])

塔山的He含量與六合練山類似(4×10-11～1×10-8cm3/g[34]),但是遠(yuǎn)低于山東昌樂(lè)-臨朐地幔橄欖巖的He含量(4×10-9～2×10-7cm3/g[35])(圖7)。因?yàn)楫?dāng)He含量很低時(shí),稀有氣體同位素組成會(huì)較易受到干擾,造成較大的波動(dòng)(見(jiàn)4.1節(jié)),所以He....

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