资源描述：
《0100 - 中国科学院》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、中国科学:地球科学2010年第40卷第10期:1389~1398《中国科学》杂志社www.scichina.comearth.scichina.comSCIENCECHINAPRESS论文230洋中脊和洋岛玄武岩过剩Th成因:全球铀系同位素数据库、常量和稀土元素地球化学制约①②*①†张国良,曾志刚①中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室,青岛266071;②中国科学院研究生院,北京100049*联系人,E-mail:tswc_zgl@163.com;†同等贡献,E-mail:zgzeng@ms.qdio.ac.cn收稿
2、日期:2009-09-02;接受日期:2010-06-02国家自然科学基金(批准号:40830849)、国家大洋重大专项课题(编号:DYXM-115-02-1-03)和国家自然科学基金(批准号:40906029)资助230238关键词摘要通过洋中脊和洋岛玄武岩Th-U不平衡和常量元素数据,进行地幔熔融参数230计算,并分析了过剩230Th的成因.快速和慢速洋中脊玄武岩(230Th/238U)在整体上与初始过剩Th230单斜辉石熔融深度(Fe8,P0)和平均熔融程度(Na8,Fmelt)明显呈正相关;洋岛玄武岩过剩Th与地石榴
3、子石幔初始熔融深度和平均熔融程度没有明显的相关性,且与洋中脊玄武岩相比,其较高尖晶石-二辉橄榄岩230238230的(Th/U)反而对应更低的部分熔融程度.这表明洋中脊玄武岩过剩Th受地幔熔洋中脊230融条件的控制,洋岛玄武岩过剩Th更像是受深部难熔石榴子石相的控制,而不直接洋岛230受控于地幔熔融条件.计算获得绝大多数Th过剩的洋中脊玄武岩初始熔融压力介于1.0~2.5GPa之间,与近年来实验在压力>1.0GPa时单斜辉石相中出现DU>DTh的结论相符;洋岛玄武岩的初始熔融压力多介于2.2~3.5GPa,大约在尖晶石-石榴
4、子石转换带附近,其226相对洋中脊玄武岩较低的过剩Ra也暗示更深的地幔源区.据此,洋中脊和洋岛玄武岩230过剩Th可能分别形成于尖晶石-和石榴子石-二辉橄榄岩源区.另外,洋中脊玄武岩的230238230K2O/TiO2与(Th/U)和初始熔融压力(P0)相关性不明显,因此形成过剩Th的地幔深度范围内不存在明显的尖晶石-石榴子石相转换.洋岛与洋中脊玄武岩在230238230238(Th/U)-K2O/TiO2和(Th/U)-P0图解上位于两个明显分割的区域内,说明控制洋岛230和洋中脊玄武岩过剩Th的矿物相不同.快速和慢速扩张
5、洋中脊Ce/Yb-Ce曲线相似,甚至快速扩张洋中脊的Ce/Yb比值略低,相比之下,洋岛玄武岩Ce/Yb-Ce曲线显示其受石230榴子石影响较为明显.因此,洋中脊与洋岛玄武岩过剩Th的控制因素存在明显的差异230性,而过剩Th形成于石榴子石源区的机制只适合于洋岛而不适合于洋中脊玄武岩.238[1,2]23020多年来的洋中脊新生玄武岩铀系不平衡研究U)>1,括号代表放射性强度比).过剩Th在指230230表明洋中脊新生玄武岩中常存在Th过剩((Th/示岩浆的形成深度和上升迁移速率等研究中具有潜230引用格式:ZhangGL,Z
6、hengZG.GenesisofThexcessinbasaltsfrommid-oceanridgesandoceanislands:ConstraintsfromtheglobalU-seriesisotopedatabaseandmajorandrareearthelementgeochemistry.SciChinaEarthSci,2010,doi:10.1007/s11430-010-4038-4230张国良等:洋中脊和洋岛玄武岩过剩Th成因[3~7]230[25~27]在的重要价值.然而,过剩Th的成因在国际上
7、致的富铝单斜辉石分解,或者上地幔不存在富[8~11]230一直没有得到很好地解释.由于元素Th和U在铝单斜辉石相.由此,过剩Th形成于富铝单斜辉熔体/地幔残留相间的分配系数受源区压力、温度、石的结论尚处于最初的理论和实验阶段,富铝单斜230孔隙度、氧逸度和组分等多种因素影响,实验条件和辉石在洋中脊玄武岩过剩Th形成中的作用需进一[12]230材料的选择对DU/DTh影响很大,过剩Th的形成步研究.230需要上地幔源区存在DU>DTh的矿物相,而石榴子石可见,实验岩石学将过剩Th的形成归因于深和单斜辉石是地幔中赋存元素U和Th
8、的主要矿物相,部源区石榴子石相熔融或压力大于1.0GPa的富铝单230因此控制了地幔中U-Th的主要分配.但过去的实验斜辉石相熔融,Th过剩成因研究很大程度上依赖[10,13,14]研究表明符合这一条件的矿物相只有石榴子石,于实验岩石学结论.由于两种实验结果都需要源区230且到目前为止,洋
