《同位素地球化学》PPT课件

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1、二、亏损地幔模式年龄当看到太古代深成岩对CHUR的Nd同位素演化线的良好拟合时，DePaolo和Wasserburg(1976b)也注意到年轻的洋中脊玄武岩(MORB)在CHUR演化线之上+7到+12个ε单位(图13)。他们认识到位于CHUR演化线的误差范围内的太古代大陆火成岩能令人服地位于以不断增加的Sm/Nd比值和143Nd/144Nd比值为特征的亏损地幔演化线上。然而，他们根据与月球Nd同位素演化的对比对大陆火成岩乐于用球粒陨石源而没有采用此模式。年龄为3.3-4Ga的月球玄武岩表现出宽变化范围的初始143Nd/144Nd比值，

2、等同于对CHUR，其变化从+7到-2的ε单位(图16）。这种分布表明在月球上很早就出现了Sm/Nd分馏，且不存在具有球粒陨石Sm/Nd比值的长期均一岩浆源。1976年分析的所有太古代地球岩石没有表现出位于CHUR误差之外的分散的事实导致DePaolo和Wasserburg(1976b)得出地球没有经历早期分异的结论，或者是如果分异了，也是由对流作用的再混合。图16月球岩石表现出的月球不同库间非常早期Sm/Nd分馏造成的Nd演化图该模式中缺少元古代的Nd同位素数据是其严重的弱点，因为它留下了太古代CHUR与现代MORB亏损源(=增高的

3、Sm/Nd比值)数据之间的空缺，及两者之间关系的问题。填补此空缺的重要阶段是对科罗拉多FrontRange的元古代变质基底的研究(DePaolo,1981)。来自爱达荷Springs组的四个变火山岩和两个紫苏花岗质麻粒岩用Sm-Nd等时线法测定了年龄。另外，对以前用Rb-Sr全岩法测定过年龄的三个深成岩(BoulderCreek，SilverPlume和PikesPeak花岗岩类)也作了Nd同位素和Sm/Nd测定。所有这些样的初始143Nd/144Nd比值都投点在图17的εNd对时间图上。爱达荷Springs变火成岩集中于εNd(t)

4、=+3.7±0.3，表明它们在1.8Ga相对于CHUR来自亏损地幔源。BoulderCreek样品也具正的εNd值(+1.7到+3.5)，而SilverPlume和PikesPeak花岗岩具不断降低的εNd值，位于爱达荷Springs地壳平均143Nd/144Nd演化线上，表明它们包含了大量1.8Ga的基底重熔成分。图17相对于亏损地幔模式的科罗拉多数据随时间的Nd演化图DePaolo对爱达荷Springs和现代岛弧数据拟合了一条二次曲线(图18)，代表了钙碱性岩浆作用源区的不断亏损的Nd同位素演化。该曲线在早太古代紧靠CHUR演化

5、线，但向现在不断偏离，相对于CHUR，在时间T，该亏损源的成分由下式给出：使用该亏损地幔曲线计算的Sm-Nd模式年龄记为TDM。DePaolo认为TDM模式年龄比TCHUR更精确地指示“地壳形成年龄”。例如，McCulloch和Wasserburg的格林威尔杂岩异常低的0.8GaTCHUR被修改成1.3GaTDM年龄，与得克萨斯Llano抬升的年龄相一致，被解释为相同省的一个部分。由于DePaolo(1981)的元古代亏损地幔的发现，新的分析激励着亏损地幔源演化的几个重新解释。例如，DePaolo(1983)利用新发表的前寒武纪玄武岩

6、数据计算了具有正弦曲线形式的更亏损地幔演化曲线。然而，晚太古代正弦曲线中的衰退不久图18两个最广泛使用的亏损地幔演化模式的Nd随时间演化图解由来自加拿大和南非的太古代科马提岩的分析数据充填。随后，Nelson和DePaolo(1984)根据元古代玄武岩的成分和由Claoue-Long等(1984)计算出的Kambalda在3.2Ga时非常亏损的+3εNd值，建议使用上凸的亏损地幔曲线。随后的研究表明Kambalda的年龄是错误的，但该曲线由太古代其它高εNd值的发现可得以恢复。对DePaolo(1981)模式的另一重要选择是Gold

7、stein等在1984年提出的(图18)。该模式假定从4560MaεNd=0到0MaεNd=+10(MORB成分)地幔是线性亏损的，并对来自美国西南及格陵兰的早元古代绿岩提供了良好的拟合。在这些岩套中最亏损的εNd值可能是裂谷环境中的几乎没有地壳混染的溢流玄武岩。然而，对于计算产生于弧环境中的英云闪长质造壳岩石的地壳抽提年龄这并不是最合适的地幔模式，现今具有比扩张脊较少亏损的Nd同位素特征。当不同地理区的新数据可利用时，就存在一种亏损地幔模式增殖的趋势。然而，检查文献表明DePaolo(1981)和Goldstein等(1984)的模

8、式一直由其他研究者最广泛应用。由对此二研究引文率对比从图19说明了这种应用，与两篇控制文章：Nelson和DePaolo(1984),上面讨论的及Allegre和Rousseau(1984)相比,提出了类似DePaolo