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《矿物岩石地球化学通报》2016,(5)
在简要介绍Fe同位素体系的基础上,对Fe同位素在地幔地球化学研究中的应用进行了较为系统的评述。根据华北克拉通新生代玄武岩及其携带的地幔捕虏体Fe同位素研究最新进展和国际上已发表的有关数据,总结了Fe同位素在大洋玄武岩,地幔捕虏体及其单矿物中的分布特征。统计结果表明,来自世界不同地区的大洋玄武岩的Fe同位素组成比较均一,并且相对地幔橄榄岩Fe同位素组成总体偏重,表明地幔部分熔融过程导致Fe同位素分馏。而地幔捕虏体及其单矿物的Fe同位素组成明显不均一。没有受到地幔交代作用影响的橄榄岩,Fe同素组成变化范围小,而经受不同类型地幔交代作用影响的地幔橄榄岩,Fe同位素组成存在明显的差异,这说明地幔交代作用是导致地幔Fe同位素组成不均一的重要机制。 相似文献
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地幔流体的稳定同位素地球化学综述 总被引：16，自引：1，他引：15
总结了２０年来国内外学者对地幔流体研究的成果和认识。主要包括地幔流体的性质和组成;地幔流体中同位素的含量、组成和赋存形式;同位素分馏和地幔脱气等作用对地幔组分的影响等。在不同地区和不同构造环境条件的地幔流体中,各种组分含量和同位素组成变化可经很大,从一个侧面指示地幔组分的不均一性,反映了不同地幔物质的形式历程不同或来自不同的地幔源区。此外,还讨论了目前存在的几个疑点。 相似文献
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中国东部新生代玄武岩的地球化学（II）Sr,Nd,Ce同位素组成 总被引：12，自引：2，他引：12
对有代表性的中国东部新生代玄武岩的Ｓｒ、Ｎｄ和Ｃｅ同位素组成进行了系统的研究，结合系统的微量元素研究结果，进一步阐明其地幔源区同位素组成的不均一性；利用Ｃｅ、Ｎｄ同位素地球化学给出的信息，探讨富集Ｉ型（ＥＭ Ｉ）地幔端元的成因。 相似文献
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六合—仪征第三纪碱性玄武岩的钕—锶同位素组成 总被引：4，自引：2，他引：4
本文报道了六合－仪征碱性玄武岩分布区１１个样品的同位素组成，１４３Ｎｄ／１４４Ｎｄ为０．５１２８４９～０．５１２９９３，８７Ｓｒ／８６Ｓｒ为０．７０３３６～０．７０４０４，类似于大洋玄武岩同位素体系中的ＰＲＥＭＡ地幔端元．玄武岩源区同位素和微量元素的解耦特征表明地幔源区演化的多阶段性。 相似文献
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通过构筑146Sm-142Nd同位素体系,应用于冥古宙(4.6～4.0Ga)时期地幔演化的研究,可以了解这一时期地幔演化过程。对太古宙岩石中142Nd的研究发现早期地幔出现明显的不均一性,造成这种不均一性的原因应该来源于地幔的分异作用。加拿大Nuvvuagittuq绿岩带来源于富集地幔和亏损地幔混合,但以富集地幔为主,格陵兰杂岩和变质砂岩来源于亏损地幔,而西澳大利亚伊儿岗片麻岩来源于富集地幔和亏损地幔的混合带,但主要以亏损地幔为主。 相似文献
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《地学前缘》2017,(5):402-415
近年来随着质谱和分析技术的进步,Ca同位素的分析精度获得了很大的提高,出现了很多高温条件下Ca同位素地球化学的研究成果。双稀释剂的合理使用在Ca同位素的分析中起关键作用。本文系统地阐述了前人对Ca同位素测试时所使用的双稀释剂技术,提供相应的计算程序,并且系统地归纳近年来高温条件下Ca同位素地球化学研究的新成果,包括单矿物对之间Ca同位素的分馏、陨石和地幔Ca同位素组成的不均一性和陨石的εCa异常及K-Ca定年等。斜方辉石和橄榄石相比于共生的单斜辉石更富集重Ca同位素,并且Δ44/40 CaOpx-Cpx受斜方辉石Ca含量和Ca—O键长的影响。地幔矿物之间具有不相同的Ca同位素组成说明地幔Ca同位素组成的不均一性。陨石及其内部难熔包裹体的Ca同位素组成变化范围很大,并且普遍存在εCa的异常。顽火辉石球粒陨石与地球具有相近的Ca同位素组成,表明它们可能具有相同的起源。但是高温条件下Ca同位素的分馏研究仍处于起步阶段,未来对于地球主要储库的Ca同位素组成、岩浆过程(部分熔融和分离结晶)和洋壳俯冲过程的Ca同位素分馏仍然需要更多地研究。 相似文献
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板块运动驱动的洋壳再循环一直被认为是造成地幔化学成分不均一的主要原因。洋壳在从洋中脊形成到俯冲进入地幔的过程中,持续遭受一系列蚀变改造。这一过程不仅影响海水化学成分,同时也会改变洋壳的化学组成,尤其是一些易活泼元素及相应同位素体系的改变会更加显著。洋壳蚀变造成的影响会通过洋壳俯冲再循环而传递到地幔,进而影响到对地幔化学组成不均一性的认识。镁(Mg)同位素是研究深部碳循环和壳幔物质相互作用的一个新兴示踪计,已进入深部地幔的俯冲洋壳Mg同位素组成有可能受高温岩浆过程、俯冲变质过程以及低温蚀变过程的影响。已有的研究证明高温岩浆过程和洋壳俯冲变质-脱水过程中洋壳Mg同位素无显著分馏。然而,由于天然样品测试的数量较少且数据测试精度有限,关于低温蚀变过程中洋壳Mg同位素是否存在分馏尚未达到共识,这限制了利用Mg同位素对地幔不均一性和全球尺度物质再循环的研究。本文总结了已发表的蚀变洋壳的Mg同位素资料,讨论了洋壳低温蚀变过程(火山玻璃橙玄化、蛇纹石化和碳酸盐化)对Mg同位素体系的影响。这些信息对于认识洋壳蚀变过程中Mg同位素体系的详细行为至关重要,是确定下一步相关研究方向的重要参考。 相似文献
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Franck Poitrasson Guillaume Delpech Michel Grégoire 《Contributions to Mineralogy and Petrology》2013,165(6):1243-1258
With the aim to better understand the cause of the iron isotope heterogeneity of mantle-derived bulk peridotites, we compared the petrological, geochemical and iron isotope composition of four xenolith suites from different geodynamic settings; sub-arc mantle (Patagonia); subcontinental lithospheric mantle (Cameroon), oceanic mantle (Kerguelen) and cratonic mantle (South Africa). Although correlations were not easy to obtain and remain scattered because these rocks record successive geological events, those found between δ57Fe, Mg#, some major and trace element contents of rocks and minerals highlight the processes responsible for the Fe isotope heterogeneity. While partial melting processes only account for moderate Fe isotope variations in the mantle (<0.2 ‰, with bulk rock values yielding a range of δ57Fe ± 0.1 ‰ relative to IRMM-14), the main cause of Fe isotope heterogeneity is metasomatism (>0.9 ‰). The kinetic nature of rapid metasomatic exchanges between low viscosity melts/fluids and their wall-rocks peridotite in the mantle is the likely explanation for this large range. There are a variety of responses of Fe isotope signatures depending on the nature of the metasomatic processes, allowing for a more detailed study of metasomatism in the mantle with Fe isotopes. The current database on the iron isotope composition of peridotite xenoliths and mafic eruptive rocks highlights that most basalts have their main source deeper than the lithospheric mantle. Finally, it is concluded that due to a complex geological history, Fe isotope compositions of mantle xenoliths are too scattered to define a mean isotopic composition with enough accuracy to assess whether the bulk silicate Earth has a mean δ57Fe that is chondritic, or if it is ~0.1 ‰ above chondrites as initially proposed. 相似文献
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蛇绿岩中铬铁矿床成因一直存在较大争议,其主要原因可归结为:寄主蛇绿岩存在成因争议、产出状态不清、矿石及围岩矿物组合单一以及主要矿物成分简单但矿物包裹体复杂多样.针对这些研究瓶颈,率先对西藏普兰和罗布莎、土耳其K?z?lda?和Kop蛇绿岩中的地幔橄榄岩和铬铁岩进行了全岩和单矿物Fe-Mg同位素的探索性研究工作.结果表明:（1）蛇绿岩中的地幔橄榄岩具有较均一的Fe-Mg同位素组成,与世界上其他地区的地幔橄榄岩相似;（2）铬铁岩中铬铁矿和橄榄石之间存在明显的Fe-Mg同位素分馏,铬铁矿多具有比共存橄榄石轻的Fe同位素组成,与地幔橄榄岩中的尖晶石和橄榄石相反,Mg同位素变化较大;（3）铬铁矿和橄榄石的Fe-Mg同位素主要受控于结晶分异和Fe-Mg交换,且这两个过程造成的同位素变化趋势明显不同.因此,Fe-Mg同位素在揭示铬铁矿母岩浆来源、性质及成矿过程方面具有较大的应用潜力. 相似文献
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高温下非传统稳定同位素分馏 总被引：5，自引：1，他引：4
过去十几年来,非传统稳定同位素地球化学在高温地质过程的研究中取得了的重大进展。多接收诱导耦合等离子质谱(MC-ICP-MS)的应用引发了稳定同位素分析方法的重大突破,使得精确测定重元素的同位素比值成为可能。本文总结了以Li、Fe和Mg同位素为代表的非传统稳定同位素在岩石地球化学研究中的应用。Li同位素目前被广泛地用于地幔地球化学、俯冲带物质再循环和变质作用的研究中,可以用来示踪岩浆的源区性质和扩散等动力学过程。不同价态的Fe在矿物熔体相之间的分配可以产生Fe同位素分馏,可以发生在地幔交代、部分熔融、分离结晶等过程中。岩浆岩的Mg同位素则大致反映其源区的特征,地幔的Mg同位素组成比较均一,这为研究低温地球化学过程中Mg同位素的分馏提供一个均一的背景。此外,Cl,Si,Cu,Ca,U等等同位素体系也具有广阔的应用前景。对同位素分馏机制的实验研究和理论模拟为理解非传统稳定同位素数据提供了必要的指导。实验表明,高温下具有不同的迁移速度的轻、重同位素可以产生显著的动力学同位素分馏,这一分馏可以在化学扩散、蒸发和凝华等过程中发生;同位素在矿物和熔体以及流体相中化学环境的差异使得不同相之间可以发生平衡分馏。而最近的硅酸盐岩浆的热扩散和热迁移实验则揭示了一种"新"的岩浆分异和同位素分馏机制。沿着温度梯度,硅酸盐岩浆可以发生显著的元素和同位素分异,湿的安山岩可以通过这种方式演变成花岗质成分,因此这个过程可能对陆壳的产生和演化有重大影响。如果温度梯度在岩浆作用中能长期存在,热扩散就可以产生稳定同位素的分馏,这一机制有别于传统的平衡和动力学同位素分馏。 而多个稳定同位素体系的正相关关系是示踪热迁移过程的最有力证据。在热扩散过程中,流体承载的物质的浓度和它的索瑞系数有关。但是这个系数对体系的很多参数非常敏感,变化极大,因此对热扩散效应的研究产生极大的困难。对热扩散实验的镁、钙和铁同位素测量表明,同位素比值的变化与体系的化学组成以及总温度无关,只和温度变化的幅度有关,这意味着即使元素的索瑞系数变化多端,某一元素的同位素之间的索瑞系数的差别总为常数。这一发现有助于简化对热扩散和索瑞系数这一基础物理问题的研究 。 相似文献
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铁同位素体系及其在矿床学中的应用 总被引：7，自引：4，他引：3
本文报道了世界范围内不同含铁矿物的Fe同位素组成,进一步了解了铁同位素在不同含铁矿物中的基本分布特征;系统总结了铁同位素在不同储库和不同类型矿床中的分布特征,构筑了铁同位素体系的基本框架;结合最新的研究成果,较全面地总结了铁同位素在矿床学领域的应用,得出了铁同位素可以用来示踪流体出溶、流体演化、表生蚀变作用和成矿物质来源的基本认识。在流体出溶过程中,相对于岩体,出溶的流体富集铁的轻同位素;成矿流体体系的演化过程中,矿物的结晶沉淀会导致铁同位素发生分馏,随着Fe(III)矿物的结晶沉淀,流体逐渐富集铁的轻同位素,随着Fe(II)矿物的结晶沉淀,流体逐渐富集铁的重同位素,随着矿物的结晶沉淀,流体的Fe同位素组成随时间发生演化;在成矿后的表生蚀变作用过程,高温蚀变作用形成的产物相对于原矿物富集铁重同位素,低温蚀变作用形成的产物基本保留了原矿物的铁同位素组成;Fe同位素在示踪成矿物质来源具有应用潜力,流体出溶、流体演化等重要成矿作用过程中Fe同位素组成的变化规律是利用Fe同位素示踪Fe来源的关键所在。 相似文献
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铁是生物必需的营养元素,并且生物圈与岩石圈、水圈、大气圈密切联系。因此,了解生物过程的铁同位素地球化学行为,对于示踪铁元素在生物圈内部体系的迁移和循环,以及运用铁同位素示踪生物圈和岩石圈、水圈之间的相互作用都具有重要意义。本文对不同生物体的铁同位素组成特征以及不同生物过程的铁同位素地球化学行为进行了总结。结果表明,生物倾向于优先吸收铁的轻同位素,而且在食物链中随着级别的升高,这种情况越明显。生物诱发过程(包括异化铁还原作用和细菌氧化作用)中,铁只是提供或接受电子,并没有真正进入生物细胞体内,这些过程所产生的铁同位素分馏值和无生物参与氧化还原过程产生的铁同位素分馏值相同。生物(包括微生物、植物、动物和人)吸收过程中,铁进入生物体细胞内,这些过程的铁同位素分馏主要受氧化还原作用所控制。铁同位素在生物学、医学等领域具有很大的应用潜力,有可能会成为这些领域新的示踪工具。 相似文献
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Iron isotope fractionation in subduction-related high-pressure metabasites (Ile de Groix,France) 总被引：1，自引：0，他引：1
Characterisation of mass transfer during subduction is fundamental to understand the origin of compositional heterogeneities in the upper mantle. Fe isotopes were measured in high-pressure/low-temperature metabasites (blueschists, eclogites and retrograde greenschists) from the Ile de Groix (France), a Variscan high-pressure terrane, to determine if the subducted oceanic crust contributes to mantle Fe isotope heterogeneities. The metabasites have δ56Fe values of +0.16 to +0.33‰, which are heavier than typical values of MORB and OIB, indicating that their basaltic protolith derives from a heavy-Fe mantle source. The δ56Fe correlates well with Y/Nb and (La/Sm)PM ratios, which commonly fractionate during magmatic processes, highlighting variations in the magmatic protolith composition. In addition, the shift of δ56Fe by +0.06 to 0.10‰ compared to basalts may reflect hydrothermal alteration prior to subduction. The δ56Fe decrease from blueschists (+0.19 ± 0.03 to +0.33 ± 0.01‰) to eclogites (+0.16 ± 0.02 to +0.18 ± 0.03‰) reflects small variations in the protolith composition, rather than Fe fractionation during metamorphism: newly-formed Fe-rich minerals allowed preserving bulk rock Fe compositions during metamorphic reactions and hampered any Fe isotope fractionation. Greenschists have δ56Fe values (+0.17 ± 0.01 to +0.27 ± 0.02‰) similar to high-pressure rocks. Hence, metasomatism related to fluids derived from the subducted hydrothermally altered metabasites might only have a limited effect on mantle Fe isotope composition under subsolidus conditions, owing to the large stability of Fe-rich minerals and low mobility of Fe. Subsequent melting of the heavy-Fe metabasites at deeper levels is expected to generate mantle Fe isotope heterogeneities. 相似文献
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贫碳酸盐的蚀变洋壳具有与新鲜洋中脊玄武岩一致的Mg同位素组成,说明低温和高温洋壳蚀变不会导致Mg同位素分馏.大别山港河和花凉亭的早期变质脉比榴辉岩具有偏高的δ56Fe-δ26Mg值,而且早期到晚期变质脉的δ56Fe-δ26Mg值逐渐降低.这些结果说明,在流体-岩石反应和流体演化过程中,Fe-Mg同位素发生了显著的分馏,且矿物溶解-再沉淀是同位素分馏的控制因素.相比洋中脊玄武岩,蚀变洋壳和变质脉具有相似或偏高的δ56Fe-δ26Mg值,说明蚀变洋壳脱水产生的流体富集重Fe-Mg同位素,不能解释弧岩浆岩的轻Fe/重Mg同位素组成.因此,弧岩浆岩异常的Fe-Mg同位素组成是熔体提取和富集54Fe-26Mg的蛇纹岩流体交代地幔楔两个过程共同作用的结果. 相似文献
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Iron isotope variations in spinel peridotite xenoliths from North China Craton: implications for mantle metasomatism 总被引：2，自引：1，他引：1
Xinmiao Zhao Hongfu Zhang Xiangkun Zhu Suohan Tang Yanjie Tang 《Contributions to Mineralogy and Petrology》2010,160(1):1-14
Iron isotopes, together with mineral elemental compositions of spinel peridotite xenoliths and clinopyroxenites from Hannuoba and Hebi Cenozoic alkaline basalts, were analyzed to investigate iron isotopic features of the lithospheric mantle beneath the North China Craton. The results show that the Hannuoba spinel peridotite xenoliths have small but distinguishable Fe isotopic variations. Overall variations in δ57Fe are in a range of ?0.25 to 0.14‰ for olivine, ?0.17 to 0.17‰ for orthopyroxene, ?0.21 to 0.27‰ for clinopyroxene, and ?0.16 to 0.26‰ for spinel, respectively. Clinopyroxene has the heaviest iron isotopic ratio and olivine the lightest within individual sample. No clear linear relationships between the mineral pairs on “δ-δ” plot suggest that iron isotopes of mineral separates analyzed have been affected largely by some open system processes. The broadly negative correlations between mineral iron isotopes and metasomatic indexes such as spinel Cr#, (La/Yb)N ratios of clinopyroxenes suggest that iron isotopic variations in different minerals and peridotites were probably produced by mantle metasomatism. The Hebi phlogopite-bearing lherzolite, which is significantly modified by metasomatic events, appears to be much heavier isotopically than clinopyroxene-poor lherzolite. This study further confirms previous conclusions that the lithospheric mantle has distinguishable and heterogeneous iron isotopic variations at the xenoliths scale. Mantle metasomatism is the most likely cause for the iron isotope variations in mantle peridotites. 相似文献
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过渡族金属元素同位素分析方法及其地质应用 总被引：21，自引：0，他引：21
由于同位素分析方法的改进和多接收电感耦合等离子体质谱仪 (MC ICP MS)的应用 ,近年来过渡族金属元素 (Cu ,Zn和Fe)同位素地球化学有了长足进步 ,成为国际地学领域的一个前沿研究方向。Cu同位素在自然界中的变化最大 ,δ65Cu值为 - 3.70‰～ +2 .0 5‰ ;Zn和Fe同位素变化比Cu同位素变化小 ,δ66Zn值为 - 0 .6 4‰～ +1.16‰ ,而δ56Fe值为 - 1.6 2‰～ +0 .91‰。自然界中各种无机过程 (从高温到低温 )和生物有机过程均能使Cu ,Zn和Fe同位素发生分馏。Cu、Zn和Fe在自然界中广泛分布于各类矿物、岩石、流体和生物体中 ,并广泛参与成岩成矿作用、热液活动和生命活动过程。因此 ,这些过渡族金属元素同位素已在陨石和宇宙化学、矿床学 ,海洋学和生物学等领域的研究中取得了显著成效 ,并将成为地球科学中具有巨大应用前景的一种新的地球化学手段。 相似文献
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Yue Wang Xiang-kun Zhu Jing-wen Mao Zhi-hong Li Yan-bo Cheng 《Ore Geology Reviews》2011,43(1):194-202
Fe isotope compositions of mineral separates and bulk samples from Xinqiao Cu–S–Fe–Au skarn type deposit were investigated. An overall variation in δ57Fe values from − 1.22‰ to + 0.73‰ has been observed, which shows some regularity. The δ57Fe values of endoskarn and the earliest formed Fe-mineral phase magnetite are ca.1.2‰ and ca. 0.3‰ lower, respectively, relative to the quartz–monzodiorite stock, indicating that fluid exsolved from the stock is enriched in light Fe isotopes. Moreover, spatial and temporal variations in δ57Fe values are observed, which suggest iron isotope fractionation during fluid evolution. Precipitation of Fe-bearing minerals results in the Fe isotope composition of residual fluids evolving with time. Precipitation of Fe (III) minerals incorporating heavy iron isotopes preferentially leaves the remaining fluid enriched in light isotopes, while precipitation of Fe (II) minerals preferentially taking-up light iron isotopes, and makes the Fe isotopic composition of the fluid progressively heavier. The regularity of Fe isotope variations occurred during fluid exsolution and evolution indicates that the dominant Fe source of Xinqiao deposit is magmatic. Overall, this study demonstrates that Fe isotope composition has great potential in unraveling ore-forming processes, as well as constraining the metal sources of ore deposits. 相似文献