赵志丹岩石地球化学8-地球化学端元

Figure 13-12. Data from Ito et al. (1987) Chemical Geology, 62, 157-176; and LeRoex et al. (1983) J. Petrol., 24, 267-318.
大洋中脊玄武岩2种类型（N-, E-MORB）成因模式：
87Sr/86Sr＝0.7045-52
143Nd/144Nd＝0.512638
BSE
(标准化数值为146Nd/144N＝0.7129)
Nd= 0
低U/Pb、Th/Pb，Pb 的三个比值都很低
206Pb/204Pb＝18.4±0.3 207Pb/204Pb＝15.58±0.08 208Pb/204Pb＝38.9±0.3
• HIMU 端元具有非常高的206Pb/204Pb比值，表明源区富 U, 但是不富集Rb, 并具有足够老的年龄(> 1 Ga)来得到 高的观察到的 206Pb/204Pb比值 • HIMU端元成因模式: 俯冲再循环的洋壳（可能被海水蚀 变），局部地幔的Pb丢失后进入洋壳，并可能由此交代 流体导致Rb的丢失，使得HIMU具有高Pb、低Sr特征。
Figure 13-12. Data from Ito et al. (1987) Chemical Geology, 62, 157-176; and LeRoex et al. (1983) J. Petrol., 24, 267-318.
大洋地幔主要地球化学端元
三、整个硅酸盐地球(BSE)
BSE (Bulk Silicate Earth)——
普通铅的单阶段增长曲线
[(207Pb/204Pb)t—b0]/[(206Pb/204Pb)t—a0]=1/137.88· [(eλ2T—eλ2t)/ (eλ1T—eλ1t)]
按照H—H法模式，并利用以上符号则可将方程简化为： ( 206Pb/204Pb)t =a0+ μ(eλ1T-eλ1t) （1） ( 207Pb/204Pb)t =b0+ (μ/137.88)(eλ2T-eλ2t) （2 ）
低U/Pb、Th/Pb，Pb 的三个比值都很低
206Pb/204Pb＝17.2-17.7 207Pb/204Pb＝15.4 208Pb/204Pb＝37.2-37.4
分布在NHRL线上
Northern Hemisphere Figure 14-6. After Zindler and Hart (1986), Staudigel Reference Line (NHRL)
N-MORB——正常型MORB E-MORB——富集型MORB
大洋中脊玄武岩（MORB）2种类型：
同位素特征
• N-MORB: 87Sr/86Sr < 0.7035，143Nd/144Nd > 0.5030, —— 来源于亏损地幔源区DMM • E-MORB：更加富集Nd、Sr同位素，表明N-MORB和EMORB确实起源于不同的地幔源区——来源于亏损地幔源区 DMM＋PREMA
Allè gre, 2008
大洋地幔主要地球化学端元
二、普通地幔（PREMA）
PREMA (PREvalent MAntle)
普通地幔源区
87Sr/86Sr＝0.7033 143Nd/144Nd＝0.5130
(标准化数值为 146Nd/144Nd＝0.7129)
Nd为>+6－+8
高U/Pb
206Pb/204Pb＝18.2-18.5
(Allè gre, 2008)
大洋地幔源区特征及其成因
大洋地幔主要的地球化学端元
@ Geochemical end-members @ Mantle reservoirs
地球/地幔化学端元的几种说法：
Geochemical end-members Mantle reservoirs Geochemical components Mantle components Mantle source region Source region
(Niu, 2004)
大洋中脊玄武岩（MORB）2种类型：
N-MORB——正常型MORB E-MORB——富集型MORB REE特征
Figure 13-10. Data from Schilling et al. (1983) Amer. J. Sci., 283, 510-586.
大洋中脊玄武岩（MORB）2种类型：
大洋地幔主要地球化学端元
普通地幔（PREMA） 产生的玄武岩——E-MORB
大洋中脊玄武岩（MORB）2种类型：
同位素特征
• N-MORB: 87Sr/86Sr < 0.7035，143Nd/144Nd > 0.5030, ——来 源于亏损地幔源区DM • E-MORB：更加富集Nd、Sr同位素，表明N-MORB和EMORB确实起源于不同的地幔源区——来源于亏损地幔源区 DM＋PREMA PREMA
普通地幔源区
87Sr/86Sr＝0.7033 143Nd/144Nd＝0.5130
大量OIB，IAB, 大 Nd为>+6－+8 陆玄武岩具有此特征。 因此命名。 高U/Pb
(标 准化数值为146Nd/144Nd ＝0.7129)
206Pb/204Pb＝18.2-18.5
Figure 14-6. After Zindler and Hart (1986), Staudigel et al. (1984), Hamelin et al. (1986) and Wilson (1989).
地球化学主量元素－微量元素－ 同位素的层次与功能
以玄武岩为例：
主量元素划分岩石大类——
微量元素可以划分构造环境—— 同位素划分更细的层次——
大洋地幔源区特征以及成因
研究思路和方法
1. 从数据类型看，主要是使用同位素地球化学数据。 2. 年轻的各种大洋玄武岩直接来源于大洋地幔，而且 由于年龄小（一般小于50Ma），其Sr-Nd-Pb同位 素的现今测定值十分接近岩石形成时候的初始值， 即，不需要年龄校正。 3. 大洋地壳很薄，大洋地壳对大洋玄武岩的混染作用 十分有限，因此岩石同位素十分接近于大洋地幔成 分特征。 4. 综合以上，利用各种大洋玄武岩的同位素组成来代 表其起源的地幔源区。(注意，到大陆则复杂了)
大洋地幔源区的主要端元
207Pb/204Pb-206Pb/204Pb
1. DM 2. HIMU 3. EM I 4. EM II 5. PREMA 6. BSE
Figure 14-7. After Wilson (1989) Igneous Petrogenesis. Kluwer.
大洋地幔源区的主要端元
20wk.baidu.comPb/204Pb-206Pb/204Pb
1. DM 2. HIMU 3. EM I 4. EM II 5. PREMA 6. BSE
Figure 14-8. After Wilson (1989) Igneous Petrogenesis. Kluwer. Data from Hamelin and Allè gre (1985), Hart (1984), Vidal et al. (1984).
et al. (1984), Hamelin et al. (1986) and Wilson (1989).
大洋地幔主要地球化学端元
亏损地幔（DM） 产生的玄武岩——N-MORB
大洋中脊
MORB＝Mid-Ocean Ridge Basalt
Figure 13-1. After Minster et al. (1974) Geophys. J. Roy. Astr. Soc., 36, 541-576.
第四章、地球主要地球化学端元特征
一、大洋玄武岩主要分类与大洋地幔端元
二、大陆岩石圈的主要端元
另外加入内容：
浏览地球内部岩浆的形成条件和
板块构造不同部位岩浆的产生
洋底年龄
最老的洋壳年龄<180 Ma
(Allè gre, 2008)
大陆年龄
全球大陆
北美大陆
(Allè gre, 2008)
全球大陆年龄
如果给定现代μ值为8、9、10， 相应的ν值亦可计算出来 （ν=μ/137.88），将上述各值代 入方程，按给定的年龄值t，即可 构成一组从原始铅点向外散开的扇 形曲线簇（右图）。 这些曲线就是普通铅的单阶段 增长曲线。同理亦可作出 208Pb/204Pb和206Pb/204Pb之间的 增长曲线。
(Allè gre, 2008)
Figure 14-6. After Zindler and Hart (1986), Staudigel et al. (1984), Hamelin et al. (1986) and Wilson (1989).
大洋地幔主要地球化学端元
四、高地幔（HIMU地幔）
高地幔

Figure 14-6. After Zindler and Hart (1986), Staudigel et al. (1984), Hamelin et al. (1986) and Wilson (1989).
Figure 14-6. After Zindler and Hart (1986), Staudigel et al. (1984), Hamelin et al. (1986) and Wilson (1989).
BSE (Bulk Silicate Earth)——
＝the Primary Uniform Reservoir
大洋地幔源区的主要端元
Sr－Pb 1. 2. 3. 4. 5. 6. DM （DMM） HIMU EM I EM II PREMA BSE
大洋地幔源区的主要端元
143Nd/144Nd-87Sr/86Sr
1. DM（DMM） 2. HIMU 3. EM I 4. EM II 5. PREMA 6. BSE
大洋地幔主要地球化学端元
一、亏损地幔（DM，DMM）
DM＝ Depleted Mantle DMM＝ Depleted－MORB Mantle
亏损地幔
——N-MORB的源区
低Rb/Sr,低Sr比值 高Sm/Nd和Nd比值
DM (Depleted Mantle) = N-MORB source
Nd为>+10
＝the Primary Uniform Reservoir
87Sr/86Sr＝0.7045-52
143Nd/144Nd＝0.512638
(标准化数值为146Nd/144Nd＝0.7129)
Nd=0, Sr=0
低U/Pb、Th/Pb， Pb的三个比值都很低
206Pb/204Pb＝18.4±0.3 207Pb/204Pb＝15.58±0.08 208Pb/204Pb＝38.9±0.3
A = 俯冲带 C = 岩浆
B =陆源沉积物 D = 大陆弧
E = 岛弧
G = 海底喷发
F = 大陆裂谷
Oceanic basalts are produced at ocean ridges and ocean island
Materials: unaffected by old continents, but derived from the mantle
A modern concept of the axial magma chamber beneath a fast-spreading ridge
Figure 13-15. After Perfit et al. (1994) Geology, 22, 375-379.
大洋地幔主要地球化学端元——归纳
Figure 14-7. After Wilson (1989) Igneous Petrogenesis. Kluwer.
什么是高
238U/204Pb=μ，
235U/204Pb=ν
= 238U/204Pb
=μ/137.88， 232Th/204Pb=ω， 232Th/238U=κ
可以作为衡量U富集程度的参数
Prevalent：adj. 普遍的, 流行的
Figure 14-6. After Zindler and Hart (1986), Staudigel et al. (1984), Hamelin et al. (1986) and Wilson (1989).
PREMA (PREvalent MAntle)