本项目拟对中国东部新生代玄武岩区的地幔岩包体和矿物巨晶进行系统、配套的O-H-C同位素分析,结合元素和放射成因同位素的工作,示踪交代介质的性质、来源和演化,对比不同地块(华北地块、扬子地块、华南地块)之间的异同,从而为深入认识广泛发生在中国东部上地幔的交代作用提供新的制约。这是从一个新的角度研究地幔交代作用,也是首次对中国的地幔样品进行系统而配套的O-H-C同位素分析。
中国东部岩石圈地幔的主要构成矿物虽然都是"名义上的无水矿物",但是它们都能够含有一定量的结构水,以OH的形式赋存在晶格缺陷中,结构水的含量无论是在空间上还是时间上都表现出不均一的分布特征。岩石圈地幔矿物的氧同位素组成总体上处在平衡分馏的状态,但是在有些地区的部分样品中出现不平衡的特征;氢同位素组成总体表现出相对于海洋玄武岩的贫D特征,在部分地区则出现重D特征;碳同位素组成总体上是贫13C的。无论是在同一地点还是在不同地点之间,水含量的不均一分布和O-H-C同位素组成的异常总是和交代作用紧密相联。交代介质既有熔体又有流体,流体造成的影响表现为矿物水含量的升高和矿物之间稳定同位素的不平衡分馏,低的delta18O、delta13C和高的deltaD表明流体主要来源于俯冲再循环的海洋板块,而熔体交代作用虽然带来了微量元素的改变,但通常并没有稳定同位素组成上的改变。中国东部岩石圈由于地质历史的复杂性,交代作用也是复杂的,但是配套的元素含量-水含量-稳定同位素组成的分析可以为鉴别交代介质的性质和来源提供可靠的信息。了解不同地质历史时期交代介质性质和作用程度的差异是今后研究中应该重视的内容。