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中国东部陆下岩石圈地幔中的再循环地壳流体组分
  • ISSN号:0001-5717
  • 期刊名称:《地质学报》
  • 时间:0
  • 分类:P588.14[天文地球—岩石学;天文地球—地质学] TE311[石油与天然气工程—油气田开发工程]
  • 作者机构:[1]兰州大学资源环境学院地质科学研究所,兰州 730000, [2]中国科学院地质与地球物理研究所气体地球化学重点实验室,兰州 730000, [3]Department of Earth Sciences, Durham University, Durham DH1 3LE, UK
  • 相关基金:注:本文为国家自然科学基金(编号40772058,40532040,40273009)、教育部“新世纪优秀人才支持计划”(编号NCET-04-0980)和英国皇家学会中英网络青年基金联合资助的成果.
中文摘要:

地幔捕虏体中的流体组分记录了地幔演化的信息,可用来认识地幔中再循环地壳组分的性质和来源。采用分步加热质谱法测定中国东部二辉橄榄岩捕虏体组成矿物中流体挥发分的碳、氢和氧同位素组成,结合化学组成(Zhangetal.,2004)综合分析表明,早期流体包裹体、矿物晶格缺陷和空隙中的流体挥发分主要在高温段(800~1200℃)释出,CO2和CO显示较轻的δ13C值,与世界其它地区地幔捕虏体明显不同 晚期流体包裹体中的流体挥发分主要在低温段(300~600℃)释出。根据中国东部地幔演化事件和地幔矿物性质认为陆下岩石圈地幔中保存的三种的流体挥发分中均存在来源不同的再循环地壳组分:①地幔初始流体:主要为耐熔矿物橄榄石在800~1200℃释出的流体组分。华北克拉通地幔初始流体的化学组成(主要为CO)与华南克拉通(主要为CO2)明显不同,反映二者拼合前各自演化时期捕获的流体组分。地幔特征的δD、δ13CCH4和δ18OCO2反映初始流体组分可能为元古代克拉通大陆型岩石圈地幔成分,CO2和CO较轻的δ13C值揭示初始流体中存在部分再循环地壳流体,可能在1.9Ga的大陆碰撞过程中混入。②地幔交代流体:指斜方辉石和单斜辉石800~1200℃释气峰的流体组分,以H2为主。华北克拉通交代流体主要组分H2的含量(80.73mm3/g)明显低于华南克拉通(138.91mm3/g),地幔特征的δDH2和δ13CCH4表明交代流体主体为地幔来源,较轻的δ13CCO2,CO和较重的δ18OCO2揭示其中存在再循环陆壳流体,其可能来源于华北与华南中生代拼合过程中的壳幔相互作用。③岩石圈减薄流体:指二辉橄榄岩捕虏体组成矿物在400~600℃释放出的流体,华北与华南克拉通在流体组成方面相似,壳源特征的CO2、CO和CH4的δ13C值,以及较轻的δ18OCO2和δDH2O值指示该流体可能为岩石圈地幔减薄过程中引起的再循环洋

英文摘要:

The volatiles in mantle xenoliths can provide the clues for mantle evolution and are used to reveal the nature and origin of recycled crustal volatiles(RCVs) in Earth's mantle.The carbon,oxygen and hydrogen isotopic compositions of volatiles in the olivine(Olv),orthopyroxene(Opx) and clinopyroxene(Cpx) of the lherzolite xenoliths from eastern China have been measured by stepwise heating mass spectrometers.The results integrated with chemical composition of volatiles(Zhang et al.,2004) show that the volatiles resided in the early-stage fluid inclusions and structural defects and vacancies were mainly released at a high temperature(800~1200℃),and display lighter δ13C values of CO2 and CO,which are distinct from mantle xenoliths in other places of the world.The volatiles trapped in the late-stage fluid inclusions were released at a low temperature(300~600℃).The mantle evolution events beneath eastern China and mineral properties show that recycled crustal volatiles with different origins occur in three kinds of fluid volatiles in the subcontinental lithospheric mantle.① Initial volatiles of lithospheric mantle are released at 800~1200℃ from refractory minerals like olivine,and show significant differences in chemical compositions between in the North China craton(NCC,dominated by CO) and in South China craton(SCC,dominated by CO2),which represent the volatiles trapped in distinct development stage of NCC and SCC prior to their combination.They are characterized by δDH2,H2O,δ13CCH4 and δ18OCO2 of mantle origin with lighter δ13C values of CO2 and CO,suggesting that a little of RCVs mixed into initial volatiles of old craton continental mantle during Proterozoic continental collision(1.9Ga).②The mantle metasomatism volatiles are released at 800~1200℃ from Opx and Cpx and dominated by H2.H2 contents in NCC(80.73 mm3/g) are significantly lower than those(138.91 mm3/g) in SCC.δDH2 and δ13CCH4 with mantle characteristics indicate that the main par

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期刊信息
  • 《地质学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国地质学会
  • 主编:莫宣学
  • 地址:北京户外百万庄26号中国地质学会期刊处
  • 邮编:100037
  • 邮箱:haoziguo@126.com
  • 电话:010-68312410
  • 国际标准刊号:ISSN:0001-5717
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1951/P
  • 邮发代号:2-113
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国地质文献预评数据库,美国生物科学数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:28314