新论文:中国东北钾质玄武岩揭示的EM1地幔端元
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近日,我组在读博士生王小均在钾质玄武岩成因研究获得重要进展,相关成果在著名地学综合性刊物Earthand Planetary Science Letters》上刊发。

分布于我国东北松辽盆地北侧和大兴安岭地区的新生代钾质玄武岩是典型的大陆板内钾质玄武岩,并具有型富集地幔 (EM1)的同位素组成特征。其EM1型源区物质的根本属性问题(是再循环古老沉积物还是再循环大陆下地壳?)存在较大争议。

王小均等人利用主微量元素和Sr-Nd-Pb-Hf-Mg同位素联合示踪的方法,发现东北钾质玄武岩的EM1端元具有偏轻的Mg同位素组成,异常高的K/UBa/Th比值,极低的206Pb/204PbU/Pb比值,以及ZrHf的正异常。轻的Mg同位素和极低的206Pb/204Pb比值明确支持EM1端元为再循环古老沉积物的观点。异常高的K/UBa/Th比值说明K-UBa-Th这两个地球化学行为极为相近的元素对发生了显著的分馏,且其分馏程度远超沉积物。实验岩石学研究已证明含碳酸盐的沉积物俯冲到地幔过渡带深度(410~660公里)时将发生低程度熔融并生成碳酸岩熔体,而源区钾锰钡矿和镁铁榴石的残留会导致上述元素对的显著分馏(1)。同时,碳酸岩熔体的抽取会降低残留物的稀土元素含量,从而生成具有ZrHf正异常的EM1组分。因此,异常高的K/UBa/Th比值和ZrHf的正异常是东北钾质玄武岩源区EM1组分来自地幔过渡带的诊断性地球化学指标,这些指标的识别明确了钾质玄武岩与地幔过渡带物质之间的成因联系。

东北新生代钾质玄武岩的成因卡通图

论文链接: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X17300961.