山东地区新生代不同类型幔源样品中稀有气体同位素组成与成因

曾亮，成志雁，也尔哈那提·黑扎提，马锦龙

兰州大学地质科学与矿产资源学院&甘肃省西部矿产资源重点实验室，兰州，730000

内容提要：稀有气体是地球流体源区信息的有效示踪剂。利用热熔融法对山东地区幔源巨晶、包体全岩及其单矿物以及寄主玄武岩等幔源样品中稀有气体的测试表明，不同类型样品具有明显不同的稀有气体同位素组成，特别是He同位素比值差异明显。巨晶和包体单矿物中的n(3He)/ n(4He)值分别为0.87～11.31Ra、0.911～10.11Ra，均值分别为6.1Ra和3.73Ra，主体介于地幔—大气—地壳源区之间；包体全岩中n(3He)/ n(4He)值0.19～2.30Ra(均值为1.05 Ra)，且均低于相应单矿物中该比值；而玄武岩中n(3He)/ n(4He)值全为10-8数量级，与地壳均值无异。各类幔源样品中n(40Ar)/ n(36Ar)值无明显差异，介于296.4～864.3，高于大气但远低于典型地幔值。所获有限数据中，不同类型样品中n(20Ne)/n(22Ne)值均高于大气，具幔源特征，其中包体全岩及其单矿物n(20Ne)/n(22Ne)值分别为10.19～12.42和10.55～11.80，无明显差异；玄武岩中该值介于11.07～13.10，总体高于包体全岩及其单矿物。上述比值特征的差异反映了不同类型幔源样品各自不同的成因和演化特征：巨晶和包体单矿物中的轻稀有气体同位素组成主要反映了由于古板块俯冲所导致的岩浆源区地幔—大气/地壳的混合特征，个别样品中可能存在宇宙成因3He；除单矿物中所体现的源区混合特征外，包体全岩还存在放射成因4He；而玄武岩在喷出地表后丢失大量地幔稀有气体信息，其同位素组成主要体现了放射成因4He的影响。

稀有气体是地球流体源区的有效示踪剂。地球上至少存在4个稀有气体终极源区：大气、地壳、上地幔和地幔柱(Kaneoka and Takaoka, 1985)，它们有各自不同的稀有气体同位素组成。……