第四章_化學(xué)地球動力學(xué)及深部過程地球化學(xué)示蹤

1、第四章第四章 化學(xué)地球動力學(xué)及深部化學(xué)地球動力學(xué)及深部過程地球化學(xué)示蹤過程地球化學(xué)示蹤大陸動力學(xué)地球化學(xué)探索大陸動力學(xué)地球化學(xué)探索（地球化學(xué)進(jìn)展課程）（地球化學(xué)進(jìn)展課程）2002年年8 8月月一一 引言引言 （一）（一）化學(xué)地球動力學(xué)的提出與基本構(gòu)化學(xué)地球動力學(xué)的提出與基本構(gòu)想想1化學(xué)地球動力學(xué)產(chǎn)生的背景化學(xué)地球動力學(xué)產(chǎn)生的背景 除了微量元素與同位素示蹤理論和技術(shù)方法的發(fā)展，奠定了除了微量元素與同位素示蹤理論和技術(shù)方法的發(fā)展，奠定了地幔地球化學(xué)發(fā)展的一般基礎(chǔ)外，直接影響到化學(xué)地球動力學(xué)地幔地球化學(xué)發(fā)展的一般基礎(chǔ)外，直接影響到化學(xué)地球動力學(xué)產(chǎn)生的因素為產(chǎn)生的因素為：*板塊構(gòu)造學(xué)說影響板塊構(gòu)造學(xué)說

2、影響 板塊構(gòu)造學(xué)說使地球科學(xué)家與地球化學(xué)家板塊構(gòu)造學(xué)說使地球科學(xué)家與地球化學(xué)家能夠統(tǒng)觀整個地球系統(tǒng)，看到板塊運(yùn)動能夠統(tǒng)觀整個地球系統(tǒng)，看到板塊運(yùn)動伴隨著伴隨著大規(guī)模殼、幔相大規(guī)模殼、幔相互作用和物質(zhì)再循環(huán)?；プ饔煤臀镔|(zhì)再循環(huán)。 *多種地幔端元組分的發(fā)現(xiàn)多種地幔端元組分的發(fā)現(xiàn) 洋、陸玄武巖同位素與微量元素揭洋、陸玄武巖同位素與微量元素揭示了地幔物質(zhì)儲庫的多樣性，即除了原始地幔示了地幔物質(zhì)儲庫的多樣性，即除了原始地幔(PM)(PM)和虧損地幔和虧損地幔(DM)(DM)兩個端元組分外，尚存在一些其它地幔端元組分，以致造兩個端元組分外，尚存在一些其它地幔端元組分，以致造成玄武巖同位素和化學(xué)成分的多種多

3、樣性。成玄武巖同位素和化學(xué)成分的多種多樣性。進(jìn)而進(jìn)而可以可以嘗試由地嘗試由地（接上頁）（接上頁）球?qū)尤Φ南嗷プ饔?，包括殼球?qū)尤Φ南嗷プ饔?，包括?幔、上幔、上/下地幔、以至核下地幔、以至核/幔過渡帶幔過渡帶的物質(zhì)交換與再循環(huán)等，來解釋多種地幔端元的物質(zhì)交換與再循環(huán)等，來解釋多種地幔端元的成的成因因。也就是也就是說由地?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)的多樣性，進(jìn)而產(chǎn)生了從地球圈層相互作用說由地?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)的多樣性，進(jìn)而產(chǎn)生了從地球圈層相互作用來揭示地球動力學(xué)的構(gòu)想來揭示地球動力學(xué)的構(gòu)想。 *多同位素體系線性和非線性數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展，多同位素體系線性和非線性數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展，使有可能使有可能模擬模擬地球、地幔不均一化

4、學(xué)結(jié)構(gòu)的形成與層圈相互作用，以期地球、地幔不均一化學(xué)結(jié)構(gòu)的形成與層圈相互作用，以期揭示殼幔演化歷史及地球動力學(xué)揭示殼幔演化歷史及地球動力學(xué)。 因此，產(chǎn)生了將地球視為一個統(tǒng)一的動力學(xué)系統(tǒng)，以層圈因此，產(chǎn)生了將地球視為一個統(tǒng)一的動力學(xué)系統(tǒng)，以層圈的相互作用為主導(dǎo)，以揭示殼、?；瘜W(xué)組成和演化為基礎(chǔ)，探的相互作用為主導(dǎo)，以揭示殼、?；瘜W(xué)組成和演化為基礎(chǔ)，探討地球發(fā)展歷史與動力學(xué)的化學(xué)地球動力學(xué)討地球發(fā)展歷史與動力學(xué)的化學(xué)地球動力學(xué)(chemical geo-dynamics)的構(gòu)想的構(gòu)想(Allegre,1982; Zindler & Hart,1986)。（二）（二） 研究概況研究概況 化學(xué)

5、地球動力學(xué)提出以來，在國際范圍內(nèi)通過大洋化學(xué)地球動力學(xué)提出以來，在國際范圍內(nèi)通過大洋玄武巖和大陸玄武巖源區(qū)同位素和微量元素示蹤，開玄武巖和大陸玄武巖源區(qū)同位素和微量元素示蹤，開展了有關(guān)全球地?；瘜W(xué)組成、化學(xué)演化與化學(xué)不均一展了有關(guān)全球地幔化學(xué)組成、化學(xué)演化與化學(xué)不均一性的系統(tǒng)研究。在此基礎(chǔ)上，以化學(xué)地球動力學(xué)為指性的系統(tǒng)研究。在此基礎(chǔ)上，以化學(xué)地球動力學(xué)為指導(dǎo)，研究已經(jīng)取得一些重要和有意義的進(jìn)展與成果。導(dǎo)，研究已經(jīng)取得一些重要和有意義的進(jìn)展與成果。其中主要方面有：其中主要方面有：（1 1）地幔組分端元探索有了新近展）地幔組分端元探索有了新近展；（2 2）有關(guān)全球和區(qū)域地幔化學(xué)和同位素組成不均一

6、）有關(guān)全球和區(qū)域地幔化學(xué)和同位素組成不均一性規(guī)律的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用的探索；性規(guī)律的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用的探索；（3 3）殼幔相互作用與再循環(huán)研究取得了重要進(jìn)展，）殼幔相互作用與再循環(huán)研究取得了重要進(jìn)展，揭示出三種形式的殼幔再循環(huán)揭示出三種形式的殼幔再循環(huán)（見下片）（見下片）：*板塊會聚帶洋殼俯沖和殼板塊會聚帶洋殼俯沖和殼/ /幔再循環(huán)幔再循環(huán)。近代的已有較近代的已有較深入和成功的研究，古代的正處于探索階段深入和成功的研究，古代的正處于探索階段；*陸殼陸殼底部底部幔源巖漿底侵幔源巖漿底侵( (underplatingunderplating) )和和大陸地殼和大陸地殼和巖石圈拆沉巖石圈拆沉( (delami

7、nationdelamination) )。已有少量論證較好的實(shí)已有少量論證較好的實(shí)例，還有待于推廣探索例，還有待于推廣探索;.;.* 大陸殼俯沖大陸殼俯沖、超高壓變質(zhì)帶的形成、超高壓變質(zhì)帶的形成與折返與折返。這是近這是近年在碰撞造山帶發(fā)現(xiàn)超高壓變質(zhì)榴輝巖后，揭示出的年在碰撞造山帶發(fā)現(xiàn)超高壓變質(zhì)榴輝巖后，揭示出的第三種殼幔再循環(huán)方式，并構(gòu)成當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。第三種殼幔再循環(huán)方式，并構(gòu)成當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。(4)(4)地幔柱研究的發(fā)展及地球深部層圈相互作用、物質(zhì)地幔柱研究的發(fā)展及地球深部層圈相互作用、物質(zhì)循環(huán)和動力學(xué)的探索；循環(huán)和動力學(xué)的探索；(5)(5)化學(xué)地球動力學(xué)數(shù)值計算模擬探索取得了初步進(jìn)展。

8、化學(xué)地球動力學(xué)數(shù)值計算模擬探索取得了初步進(jìn)展。二二 地幔端元組分及地?；瘜W(xué)不均一性地幔端元組分及地?；瘜W(xué)不均一性（一）地幔端元組分（一）地幔端元組分 隨大洋和大陸玄武巖同位素和化學(xué)成分的積累，人們發(fā)現(xiàn)了隨大洋和大陸玄武巖同位素和化學(xué)成分的積累，人們發(fā)現(xiàn)了同位素和元素組成上的多樣性。僅考慮原始地幔和虧損地幔兩同位素和元素組成上的多樣性。僅考慮原始地幔和虧損地幔兩個端元組分，已無法解釋許多玄武巖的組成特征，地幔應(yīng)具有個端元組分，已無法解釋許多玄武巖的組成特征，地幔應(yīng)具有多種端元組分。通過多年研究，目前已確定的地幔端元組分見多種端元組分。通過多年研究，目前已確定的地幔端元組分見表表1 1和圖和圖1

9、1：表表1 1 各類型地幔端元的同位素組成特征各類型地幔端元的同位素組成特征 地幔端元類型地幔端元類型 143Nd/144Nd 87Sr/86Sr 206Pb/204Pb 176Hf/177Hf虧損地幔（虧損地幔（DM） 0.5131 0.5133 0.7020 0.7024 15.5 17.8 0.2831 0.2835高高U/Pb值地幔值地幔(HIMU) 0.5128 0.7026 0.7030 21.0 22.0 0.2893I 型富集地幔型富集地幔(EM I) 0.5123 0.5124 0.7045 0.7060 16.5 17.5 0.2826 0.2827II型富集地幔型富集地幔

10、(EM II) 0.5127 0.5129 0.707 18.5 19.5 0.2828流行地幔（流行地幔（PREMA） 0.5130 0.7035 18.3 原始地幔原始地幔(PM) 0.512438 0.7045 17.3517.5 圖圖1 1 海洋玄武巖同位素組成變化范海洋玄武巖同位素組成變化范圍圍表表2 2 洋島玄武巖洋島玄武巖(OIB)(OIB)各端元的微量元素和同位素組成各端元的微量元素和同位素組成（據(jù)Weaver,1991;Hart et al., 1992,) 幔的其他端元和陸殼幔的其他端元和陸殼 洋島玄武巖洋島玄武巖(OIB)原始地幔原始地幔虧損地幔虧損地幔 陸陸 殼殼 HI

11、MU EMI EMIIZr/NbLa/NbBa/NbBa/ThRb/NbK/NbTh/NbTh/LaBa/La87Sr/86Sr143Nd/144Nd206Pb/204Pb 14.80. 949.0770. 913230. 1170. 125 9.6 301. 07 4.3 600. 362960. 070. 07 4.00.70220. 5133 18.0 16.22. 254 1244.7 13410. 440. 2025 27 5.50. 640.824.7 6.9 39 850.300.43 66 1870. 070.1210 0.166.2 9.360. 70280. 5128 21

12、.83.5 13.10. 781.329.1 23.480 2040. 691.23207 5230. 090.130. 09 0.1511.3 19.10. 70530. 5124 17.4 4.4 7.80. 791.196.4 13.4 57 1050. 580.87203 3780.100.170. 110.187.3 13.50. 70780. 5126 19.0圖2 秦嶺兩側(cè)中新生帶玄武巖87Sr/86Sr206Pb/204Pb、143Nd/144Nd 206Pb/204Pb和143Nd/144Nd 206Pb/204Pb圖解 注：地幔端元組成據(jù)Wilson, 1993. 1.汝陽

13、 10081；2.汝陽 10083；3. 黃陂 10104；4.陽新 95041；5. 麻城 M571。 由圖由圖1 1可見可見EMI EMIIEMI EMII和和HIMUHIMU為產(chǎn)生洋島玄武巖的三個主要為產(chǎn)生洋島玄武巖的三個主要端元，并已確定了這三個端元的特征元素對比值的范圍端元，并已確定了這三個端元的特征元素對比值的范圍（表（表2）。）。利用三元和三元以上的同位素圖解與表利用三元和三元以上的同位素圖解與表2 2中的數(shù)中的數(shù)據(jù)可確定所研究玄武巖地幔源區(qū)的組分端元。應(yīng)用二元同據(jù)可確定所研究玄武巖地幔源區(qū)的組分端元。應(yīng)用二元同位素圖解在確定端元組分時，常會造成誤判（圖位素圖解在確定端元組分時，

14、常會造成誤判（圖2 2）。）。討論：討論： DMMDMM、EMIEMI、 EMII EMII和和HIMUHIMU是被公認(rèn)的端元組分；而是被公認(rèn)的端元組分；而PREMAPREMA是是否為獨(dú)立端元組分尚有爭議。否為獨(dú)立端元組分尚有爭議。因因PREMAPREMA的同位素組成正好位于前的同位素組成正好位于前面四種端元組分混合中心，有人認(rèn)為它是前四種端元組分混合面四種端元組分混合中心，有人認(rèn)為它是前四種端元組分混合的結(jié)果；另一些人認(rèn)為它是一個原始地幔組分，由該組分分異的結(jié)果；另一些人認(rèn)為它是一個原始地幔組分，由該組分分異出其它四個端元組分出其它四個端元組分。 關(guān)于地幔端元組分形成的認(rèn)識，迄今仍分歧很大。

15、關(guān)于地幔端元組分形成的認(rèn)識，迄今仍分歧很大。1. 1. 對對DMMDMM的認(rèn)識基本一致，認(rèn)為是的認(rèn)識基本一致，認(rèn)為是N-MORBN-MORB的源區(qū)，代表強(qiáng)的源區(qū)，代表強(qiáng)烈虧損的上地幔烈虧損的上地幔。2. HIMU2. HIMU一般認(rèn)為來源于一般認(rèn)為來源于再循環(huán)大洋巖石圈，由于俯沖前洋再循環(huán)大洋巖石圈，由于俯沖前洋底熱液作用或俯沖期間變質(zhì)脫水使部分鉛丟失而形成其特高的底熱液作用或俯沖期間變質(zhì)脫水使部分鉛丟失而形成其特高的U/PbU/Pb比值或比值或值。然而，值。然而，HIMUHIMU經(jīng)常見于洋島玄武巖源區(qū)，表明經(jīng)常見于洋島玄武巖源區(qū)，表明源區(qū)位于下地?；蜥：诉吔纾@就涉及洋殼深俯沖的問題源區(qū)位于

16、下地?；蜥：诉吔?，這就涉及洋殼深俯沖的問題。 3. 3. 對對EMI和和 EMII的認(rèn)識仍有分歧的認(rèn)識仍有分歧, , 存在以下主要存在以下主要不同不同認(rèn)識：認(rèn)識：它們分別是俯沖作用攜帶的少量深海和陸源沉積物加入它們分別是俯沖作用攜帶的少量深海和陸源沉積物加入地幔的結(jié)果（地幔的結(jié)果（Hofmann & White,1982; Wilson,1993）；）；大陸物大陸物質(zhì)通過俯沖和拆沉加入地幔的結(jié)果質(zhì)通過俯沖和拆沉加入地幔的結(jié)果( (Hawkesworth et al., 1988, 1990)1990)；EMII 為與殼幔再循環(huán)相聯(lián)系的交代成因的富集地幔為與殼幔再循環(huán)相聯(lián)系的交代成因的富

17、集地幔組分，組分，EM I為與地幔自身分異相聯(lián)系的交代成因的富集地幔為與地幔自身分異相聯(lián)系的交代成因的富集地幔組分（朱炳泉，組分（朱炳泉，19991999）, , 等等。等等。 也不排除也不排除EMI和和 EMII本來就是多成因的，應(yīng)針對具體問題本來就是多成因的，應(yīng)針對具體問題具體解決。辦法是：重視分辨陸殼、洋殼、遠(yuǎn)洋沉積物、大陸具體解決。辦法是：重視分辨陸殼、洋殼、遠(yuǎn)洋沉積物、大陸沉積物，以及各種成因流體化學(xué)組成的細(xì)微差別及其對地幔影沉積物，以及各種成因流體化學(xué)組成的細(xì)微差別及其對地幔影響的細(xì)微不同，從而對之作出恰當(dāng)?shù)慕忉?。響的?xì)微不同，從而對之作出恰當(dāng)?shù)慕忉尅?多種地幔端元組分的存在表明地

18、?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)的多種地幔端元組分的存在表明地?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，它既表現(xiàn)于垂向，又顯示于側(cè)向。復(fù)雜性，它既表現(xiàn)于垂向，又顯示于側(cè)向。（二）地幔大尺度區(qū)域性化學(xué)不均一性（二）地幔大尺度區(qū)域性化學(xué)不均一性 1 1南半球地幔大規(guī)模同位素異常帶南半球地幔大規(guī)模同位素異常帶 通過大洋玄武巖系統(tǒng)同位素填圖，通過大洋玄武巖系統(tǒng)同位素填圖，Hart(1984,1988)揭示出南揭示出南半球（赤道至南緯半球（赤道至南緯50度左右）存在大規(guī)模同位素異常帶。其特征度左右）存在大規(guī)模同位素異常帶。其特征表現(xiàn)為：表現(xiàn)為：HIMU、EMI、EMII端元組分集中分布，地幔顯示端元組分集中分布，地幔顯示HIMU端元組分的高放射成

19、因鉛的特征與端元組分的高放射成因鉛的特征與Hart所定義的所定義的DUPAL異異常。常。 DUPAL異常具有如下特征：異常具有如下特征： a. 高高87Sr/86Sr（大于（大于0.7050）; b. 8/4Pb 大于大于60， 7 7/4Pb也偏高。也偏高。 其中， 8/4Pb和7/4Pb是表征樣品208Pb/204Pb 和207Pb/204Pb偏離北半球參考線(NHRL)程度的參數(shù)。計算方法如下： 為計算一個玄武巖樣品的為計算一個玄武巖樣品的7/4Pb和和8/4Pb，Hart(1984) (1984) 給給出了以下的經(jīng)驗式：出了以下的經(jīng)驗式： （207Pb/204Pb）NHRL =0.10

20、84(206Pb/204Pb)+13.491; （208Pb/204Pb）NHRL =1.209(206Pb/204Pb)+ 15.627;7 7/4Pb = （207Pb/204Pb）DS -（207Pb/204Pb）NHRL 100;8 8/4Pb = （208Pb/204Pb）DS -（208Pb/204Pb）NHRL 100.其中, DS為任何樣品的數(shù)據(jù)。 計算證明南半球同位素異常帶應(yīng)存在了幾十億年計算證明南半球同位素異常帶應(yīng)存在了幾十億年（Hart, 1984）。）。 圖圖3 玄武巖玄武巖207Pb/204Pb206Pb/204Pb與與208Pb/204Pb206Pb/204Pb圖解

21、圖解2.全球大洋同位素省全球大洋同位素省RB 太平洋省：太平洋?。恒U同位素具有NHRL特征，也包括北大西洋地區(qū)； 印度洋?。河《妊笫。篋UPAL型鉛同位素異常特征，206Pb/204Pb較低，87Sr/86Sr較高，也包括南大西洋南部地區(qū)； HU(高鈾高鈾)省：省：具有高206Pb/204Pb和高值特征，分布于南太平洋和南大西洋的中部地區(qū)。3.3.全球大陸同位素省全球大陸同位素省 在綜合分析各大陸新生代玄武巖（代表地幔）、中生代礦石和花崗巖（代表上地殼）及麻粒巖（代表下地殼）Pb、Sr、Nd等同位素數(shù)據(jù)（圖26、圖27、圖28）基礎(chǔ)上，并結(jié)合釹模式年齡揭示的地殼增生歷史、地殼元素豐度及礦產(chǎn)類型

22、與規(guī)模等資料分析，已將全球大陸劃分為四個已將全球大陸劃分為四個同位素?。和凰厥。罕碧窖笮完憠K?。罕碧窖笮完憠K?。恒U同位素具有NHRL特征，分布于北美西部以及亞洲的西伯利亞與華北之間；東岡瓦納型陸塊?。簴|岡瓦納型陸塊省：具有較高的206Pb/204Pb和DUPAL異常特征，范圍包括澳洲西部、南部非洲、印度、印度支那和華夏（華南）；西岡瓦納型陸塊省西岡瓦納型陸塊省:具有高206Pb/204Pb和高值特征，范圍包括非洲中部、南美、南極和澳洲東部；勞亞或北大西洋型陸塊省：勞亞或北大西洋型陸塊?。壕哂械?06Pb/204Pb和近于原始地幔的低值特征，范圍包括歐洲、格陵蘭、北美東部、西伯利亞、華北和

23、塔里木。 與大洋同位素省對比前三個陸塊省可分別相當(dāng)于三個大洋省，只有北大西洋型陸塊省還沒有找到對應(yīng)的大洋省。圖圖4 中國主要地體上地幔中國主要地體上地幔Nd-Sr-Pb(206、207、208)同位素同位素 組成的五維拓?fù)淇臻g投影圖解組成的五維拓?fù)淇臻g投影圖解1.華南陸快；2.南半球和岡瓦納；3.華北陸塊；4.北太平洋（朱炳泉，1991）。圖圖5 5 全球麻粒巖全球麻粒巖207Pb/204Pb206Pb/204Pb圖解圖解G-L:格陵蘭拉布多拉； Le：蘇格蘭路易斯； In：印度； A：澳大利亞； Si：西伯利亞； An：南極； SF： 南非； SA：南美；NC：華北；SC：華南；SG-W：南

24、戈壁烏拉山群；J：佳木斯麻山群（朱炳泉，1998）。圖圖6 中國大陸不同塊體鉛同位素中國大陸不同塊體鉛同位素206Pb/204Pb分布柱狀統(tǒng)計圖分布柱狀統(tǒng)計圖（Zhu, 1995）(A) 新生代玄武巖；(B)中生代花崗巖長石. 1華北；2揚(yáng)子；3華南；4東北興安嶺地區(qū)；5西藏。4 4關(guān)于地幔區(qū)域不均一性形成的爭議與啟示關(guān)于地幔區(qū)域不均一性形成的爭議與啟示 爭議爭議：概括為兩類：（1）地球地幔原始均一后來演化為不均一；地球地幔原始均一后來演化為不均一；（2）地球地幔原始不均一后來再發(fā)生演化。）地球地幔原始不均一后來再發(fā)生演化。 *地球地幔原始均一后演化出不均一說地球地幔原始均一后演化出不均一說：

25、地球原始是均一的，后自身分異，尤其是層圈相互作用和再循環(huán)導(dǎo)致不均一。這是迄今地球化學(xué)的統(tǒng)治思想。表現(xiàn)為對全球地幔采用統(tǒng)一的原始地幔標(biāo)準(zhǔn)。如對于南半球地幔顯示出的同位素組成特殊性，認(rèn)為是異常。對其形成，盡管存在著密集的俯沖碰撞使大量地殼物質(zhì)帶入地幔成因說（Allegre & Turcotte, 1985）及幔核邊界層物質(zhì)上涌形成說（Hart, 1988; Castillo,1988）之爭，但均是從統(tǒng)一原始地?？紤]問題的。 *地球地幔原始不均一加后來演化說地球地幔原始不均一加后來演化說: 根據(jù)天體化學(xué)揭示的原始地球物質(zhì)在空間上的不均一性，而且全球地幔化學(xué)不均一性的某些規(guī)律又非能由層圈再循環(huán)

26、所能解釋，因而提出了地球原始非均一論，向均一論發(fā)起挑戰(zhàn)（歐陽自遠(yuǎn)等，1994，1995）。實(shí)踐檢驗實(shí)踐檢驗： 秦嶺造山帶是殼幔劇烈相互作用帶，發(fā)生著大規(guī)模的洋殼秦嶺造山帶是殼幔劇烈相互作用帶，發(fā)生著大規(guī)模的洋殼和陸殼俯沖消減、大陸拆沉，但這些再循環(huán)地殼物質(zhì)對地幔組和陸殼俯沖消減、大陸拆沉，但這些再循環(huán)地殼物質(zhì)對地幔組成的影響范圍僅限于造山帶兩側(cè)的窄帶中，稍遠(yuǎn)一些的華北和成的影響范圍僅限于造山帶兩側(cè)的窄帶中，稍遠(yuǎn)一些的華北和揚(yáng)子區(qū)內(nèi)地幔仍長期保持其各自的化學(xué)特征。這一初步揭示的揚(yáng)子區(qū)內(nèi)地幔仍長期保持其各自的化學(xué)特征。這一初步揭示的規(guī)律，似乎有利于后一觀規(guī)律，似乎有利于后一觀點(diǎn)。點(diǎn)。啟示：啟示：

27、有關(guān)地幔大尺度不均一性成因的爭論非短期所能解決的。有關(guān)地幔大尺度不均一性成因的爭論非短期所能解決的。但鑒于這種不均一性是有規(guī)律的和長期保持的（至少由但鑒于這種不均一性是有規(guī)律的和長期保持的（至少由新太古新太古代代至今），可以認(rèn)為：至今），可以認(rèn)為：在全球地?；瘜W(xué)不均一性規(guī)律基礎(chǔ)上，在全球地幔化學(xué)不均一性規(guī)律基礎(chǔ)上，通過區(qū)域同位填圖，研究陸塊通過區(qū)域同位填圖，研究陸塊和洋域和洋域的原始構(gòu)造歸屬是有根據(jù)的原始構(gòu)造歸屬是有根據(jù)的，這一方法的完善和發(fā)展將對全球構(gòu)造研究具有重要意義。的，這一方法的完善和發(fā)展將對全球構(gòu)造研究具有重要意義。 （三）、大別造山帶（三）、大別造山帶Pb同位素填圖同位素填圖1 P

28、b1 Pb同位素填圖的誤區(qū)同位素填圖的誤區(qū) 朱炳泉（朱炳泉（19931993，19981998）與張理剛（）與張理剛（19931993，995995）在中國開展大尺度鉛同位素填圖和劃分鉛同位在中國開展大尺度鉛同位素填圖和劃分鉛同位素省是成功的，在區(qū)分構(gòu)造塊體方面起了重要素省是成功的，在區(qū)分構(gòu)造塊體方面起了重要的作用。然而，他們僅根據(jù)大別地區(qū)礦石鉛和的作用。然而，他們僅根據(jù)大別地區(qū)礦石鉛和中生代花崗巖長石鉛貧放射成因鉛的特征，就中生代花崗巖長石鉛貧放射成因鉛的特征，就將大別造山帶的主體全部（北大別和南大別）將大別造山帶的主體全部（北大別和南大別）劃歸華北省，從而造成誤區(qū)。其實(shí)鉛同位素填劃歸華北省

29、，從而造成誤區(qū)。其實(shí)鉛同位素填圖應(yīng)注意以下圖應(yīng)注意以下3 3點(diǎn)：點(diǎn)： 接上接上 揚(yáng)子揚(yáng)子Pb同位素省內(nèi)存在著同位素省內(nèi)存在著Pb同位素組成明顯不同的亞同位素組成明顯不同的亞省，如西南揚(yáng)子亞?。ㄊ。缥髂蠐P(yáng)子亞?。˙2-1)、北揚(yáng)子亞省（、北揚(yáng)子亞省（B2-2)、南、南揚(yáng)子亞?。〒P(yáng)子亞?。˙2-3)等（張理剛，等（張理剛，1995；圖；圖7），其中后），其中后兩個亞省確實(shí)較華北明顯富放射成因鉛，但兩個亞省確實(shí)較華北明顯富放射成因鉛，但B2-1亞省亞省的三個主要的三個主要Pb同位素比值上都很低，與華北省很難區(qū)同位素比值上都很低，與華北省很難區(qū)別（圖別（圖7和表和表3）。填圖過程中應(yīng)該分別對待）。填

30、圖過程中應(yīng)該分別對待。 區(qū)分鉛同位素省與亞省應(yīng)既考慮三個區(qū)分鉛同位素省與亞省應(yīng)既考慮三個Pb同位素比值，同位素比值，同同 時又應(yīng)注意時又應(yīng)注意206Pb相對于相對于 208Pb和和 207Pb的關(guān)系，如揭的關(guān)系，如揭示南半球大規(guī)模同位素異常時鑒別示南半球大規(guī)模同位素異常時鑒別DUPAL型鉛那樣。型鉛那樣。 應(yīng)考慮地質(zhì)歷史中構(gòu)造應(yīng)考慮地質(zhì)歷史中構(gòu)造-鉛同位素塊體空間上的位移鉛同位素塊體空間上的位移與變化。與變化。南海諸島南寧澳門香港?？卺烎~島赤尾嶼臺北上海沈陽長春哈爾濱北京天津石家莊太原濟(jì)南鄭州西安合肥南京成都貴陽昆明南寧?？诎拈T香港廣州福州長沙武漢杭州南昌呼和浩特銀川西寧蘭州拉薩B3-2B2-

31、3B2-1B2-3B2-2A3-2A3-1B3-1B4-2B4-1B2-3B2-2B1A3-1A2A3-2A2A1-1A1-2A1-1A1-2C1C1C20180360KmB4-2廣州烏魯木齊7080901001101201301404030201012011012011010090203040圖圖7 中國東部構(gòu)造中國東部構(gòu)造-鉛同位素省劃分（張理剛等，鉛同位素省劃分（張理剛等，1993） 省與亞省 B2-1(21) B2-2(59) B2-3(14) A3-2a(21) A3-2b(6)206Pb/204Pb 范圍/平均 16.0818.012 17.014 17.51218.393 18.

32、058 18.07318.394 18.268 16.82218.014 17.367 16.37817.373 17.065207Pb/204Pb 范圍/平均 15.26015.573 15.406 15.24415.720 15.558 15.46615.659 15.612 15.30515.696 15.470 15.19215.519 15.365208Pb/204Pb 范圍/平均. 37.09638.474 37.758 37.28139.039 38.350 38.05638.770 38.239 36.95038.872 38.029 35.90240.447 37.76820

33、6Pb/208Pb 范圍/平均 0.44670.4589 0.4498 0.46480.488 0.4709 0.47190.4791 0.4744 0.44340.4648 0.4567 0.42950.4519 0.4518206Pb/207Pb 范圍/平均 I.07391.1300 1.0971 1.14571.1635 1.1607 1.16391.1926 1.1711 1.04131.1477 1.1226 1.07811.1248 1.1106207Pb/208Pb 范圍/平均 0.39620.4107 0.4083 0.40360.4105 0.4057 0.40390.409

34、0 0.4054 0.40300.4142 0.4068 0.38120.4232 0.4068表表 3 揚(yáng)子與華北揚(yáng)子與華北Pb同位素省和亞省的特征同位素省和亞省的特征數(shù)據(jù)除本文外，主要引自張理剛（1995）。A3-2a: 華北南緣洛寧-固始中生代花崗巖；A3-2 b:太華和登封群群各類巖石。 2 南、北大別白堊紀(jì)花崗巖及基底巖石的南、北大別白堊紀(jì)花崗巖及基底巖石的Pb同位素組成特征同位素組成特征（1 1）南、北大別白堊紀(jì)花崗巖（圖）南、北大別白堊紀(jì)花崗巖（圖8 8），不管它），不管它們侵入于大別核雜巖，還是侵入于超高壓相變們侵入于大別核雜巖，還是侵入于超高壓相變質(zhì)巖片均具有彼此相似的地球化

35、學(xué)特征。它們質(zhì)巖片均具有彼此相似的地球化學(xué)特征。它們的的PbPb同位素組成特征基本相同（表同位素組成特征基本相同（表4 4），均顯），均顯示低放射成因鉛的特征；然而它們的示低放射成因鉛的特征；然而它們的206206Pb/Pb/208208PbPb均顯得較低，分別平均為均顯得較低，分別平均為0.4456(0.4456(北大別）和北大別）和0.43820.4382（南大別）；它們的（南大別）；它們的206206Pb/Pb/207207PbPb也均顯得也均顯得較低，分別平均為較低，分別平均為1.0913(1.0913(北大別）和北大別）和1.06551.0655（南大別）（南大別）。信114o115

36、o116o117o30o31o32o117o116o115o114o32o31o30o123456789BHYNDBSDBSSEBBHYHAEBTBNDBBHYSDBSSSJHEB10050 kmXX信陽霍山紅安羅田岳西太湖英山武漢麻城團(tuán)麻斷裂-宿松桐城郯廬斷裂-SJHHBSQZBBMTTSKLYQC1112XXHATB圖圖8 大別造山帶地質(zhì)略圖大別造山帶地質(zhì)略圖 北 大 別南大別 UHP 區(qū) 項 目 灰色片麻巖 （14） 斜長角閃巖 （7）白堊紀(jì)花崗巖 （25）碰撞后輝長巖 （5）白堊紀(jì)花崗巖 （14）206Pb/204Pb 16.708 16.617 16.744 17.250 16.26

37、2207Pb/204Pb 15.319 15.327 15.341 15.426 15.262208Pb/204Pb 37.550 37.573 37.500 37.870 37.107206Pb/208Pb 0.4449 0.4422 0.4465 0.4555 0.4382206Pb/207Pb 1.0907 1.0840 1.0913 1.1182 1.0655207Pb/208Pb 0.4079 0.4080 0.4089 0.4073 0.4113 南大別 UHP 區(qū) 項 目 UHP 片麻巖 （6） UHP 榴輝巖 （5）揚(yáng)子 B2-1 亞省 （21）揚(yáng)子 B2-2 亞省 （59）南

38、秦嶺耀嶺河群(16)206Pb/204Pb 17.836 17.545 17.014 18.058 17.858207Pb/204Pb 15.458 15.441 15.406 15.558 15.481208Pb/204Pb 37.949 37.889 37.758 38.350 38.569206Pb/208Pb 0.4699 0.4630 0.4498 0.4709 0.4629206Pb/207Pb 1.1538 1.1362 1.0971 1.1607 1.1549207Pb/208Pb 0.4074 0.4075 0.4083 0.4057 0.4015表表4 4 大別山雜巖和白堊

39、紀(jì)花崗巖大別山雜巖和白堊紀(jì)花崗巖PbPb同位素組成同位素組成數(shù)據(jù)除本文的外，主要引自李石、王彤（1991）；Ma Changqian et al.(2000); 從柏林、王清晨（2000）；張理剛（1995）。(2)大別基底巖石的大別基底巖石的Pb同位素組成同位素組成特征特征 大別造山帶廣泛出露高角閃巖相大別造山帶廣泛出露高角閃巖相-麻粒巖相麻粒巖相核雜巖，主要由灰色片麻巖和少量斜長角閃巖核雜巖，主要由灰色片麻巖和少量斜長角閃巖組成。核雜巖構(gòu)成大別穹隆構(gòu)造的核心，主體組成。核雜巖構(gòu)成大別穹隆構(gòu)造的核心，主體分布在北大別，部分出露于南大別。在南大別分布在北大別，部分出露于南大別。在南大別核雜巖之

40、上，覆蓋著由超高壓變質(zhì)巖組成的滑核雜巖之上，覆蓋著由超高壓變質(zhì)巖組成的滑脫巖片，其中包含有超高壓榴輝巖、片麻巖等。脫巖片，其中包含有超高壓榴輝巖、片麻巖等。 A. 南、北大別核雜巖中的灰色片麻巖南、北大別核雜巖中的灰色片麻巖Pb同同位素組成位素組成特征：特征：南、北大別的灰色片麻巖具有南、北大別的灰色片麻巖具有彼此相似的彼此相似的PbPb同位素組成，后者基本同白堊紀(jì)同位素組成，后者基本同白堊紀(jì)花崗巖的花崗巖的PbPb同位素組成相接近（表同位素組成相接近（表4 4和圖和圖9 9）。）。15.016.017.018.019.020.021.0(206Pb/204Pb)t15.015.215.415

41、.615.8(207Pb/204Pb)t15161718192021(206Pb/204Pb)t36.0 36.5 37.0 37.5 38.0 38.5 39.0 (208Pb/204Pb)tSDBNDBNDBSDBt=120Mat=120Ma圖圖9 南北大別基底雜巖與白堊紀(jì)花崗巖類南北大別基底雜巖與白堊紀(jì)花崗巖類Pb同位素組成對比同位素組成對比t=120 MaSDB:南大別：實(shí)心三角南大別：實(shí)心三角-超高壓片麻巖；空心三角超高壓片麻巖；空心三角-超高壓榴輝巖；超高壓榴輝巖； NDB:北大別：北大別：實(shí)心方塊實(shí)心方塊-灰色片麻巖；空心方塊灰色片麻巖；空心方塊-斜長角閃巖；實(shí)心圓點(diǎn)南北大別白堊

42、紀(jì)花崗巖。斜長角閃巖；實(shí)心圓點(diǎn)南北大別白堊紀(jì)花崗巖。接上接上 核雜巖中的斜長角閃巖具有同灰色片麻巖相似核雜巖中的斜長角閃巖具有同灰色片麻巖相似的低放射成因鉛的的低放射成因鉛的Pb同位素組成（表同位素組成（表4）。）。 根據(jù)根據(jù)PbPb同位素組成對比表明，南、北大別白同位素組成對比表明，南、北大別白堊紀(jì)花崗巖的源巖應(yīng)一致為深部的大別核雜巖堊紀(jì)花崗巖的源巖應(yīng)一致為深部的大別核雜巖（主體為灰色片麻巖）。（主體為灰色片麻巖）。 南大別超高壓片麻巖和榴輝巖具有相似的南大別超高壓片麻巖和榴輝巖具有相似的Pb同位素組同位素組成，成， Pb同位素比值均高于同位素比值均高于核雜巖中的灰色片麻巖（表核雜巖中的灰色

43、片麻巖（表4和圖和圖10），它們的六個），它們的六個Pb同位素參數(shù)基本接近揚(yáng)子的同位素參數(shù)基本接近揚(yáng)子的B2-2亞省，尤其更接近南秦嶺的中地殼上部的耀嶺河亞省，尤其更接近南秦嶺的中地殼上部的耀嶺河群火山巖系（表群火山巖系（表4）。）。 0.080.10.120.140.160.18147Sm/144Nd-35-30-25-20-15-10-50Nd( 120Ma)Cretaceous granitoidsCC unitUHP unit Cretaceous granitoidOrthogneiss in CC unit Amphibolite in CC unit Gneiss in UHP

44、unitEclogite in UHP unit圖圖10 大別造山帶白堊紀(jì)花崗巖和變質(zhì)基底巖石大別造山帶白堊紀(jì)花崗巖和變質(zhì)基底巖石Nd(120 Ma)-147Sm/144Nd圖解。圖例同圖圖解。圖例同圖9。（3）討論）討論 南、北大別白堊紀(jì)花崗巖及其源巖南、北大別白堊紀(jì)花崗巖及其源巖深部大別雜巖深部大別雜巖（代表中（代表中-下地殼）均以低放射成因（低下地殼）均以低放射成因（低值）值）Pb同位同位素組成為特征，表明南、北大別地殼主體一致顯示類素組成為特征，表明南、北大別地殼主體一致顯示類似華北殼幔所具有的低似華北殼幔所具有的低Pb同位素比值。同位素比值。然而，上述大然而，上述大別造山帶中三類巖石

45、（花崗巖、灰色片麻巖和斜長角別造山帶中三類巖石（花崗巖、灰色片麻巖和斜長角閃巖）的閃巖）的 206Pb/208Pb比值（平均：比值（平均：0.4449 0.4382）及及206Pb/207Pb比值（平均：比值（平均：1.0655 - 1.0913) )均較華北均較華北 ( (基底巖石分別為基底巖石分別為0.4516和和1.1106, ,花崗巖分別為花崗巖分別為0.45610.4561和和1.226)1.226)為低為低, ,表明南、北大別陸殼均應(yīng)歸屬于揚(yáng)子表明南、北大別陸殼均應(yīng)歸屬于揚(yáng)子B2-1構(gòu)造構(gòu)造-鉛同位素亞省鉛同位素亞省( (206Pb/208Pb 平均：平均：0.4498, 0.44

46、98, 206Pb/207Pb平均：平均：1.0971) ，即應(yīng)對應(yīng)于西部的南秦嶺。，即應(yīng)對應(yīng)于西部的南秦嶺。 討論（續(xù)）討論（續(xù)） 大別造山帶北側(cè)北淮陽帶大別造山帶北側(cè)北淮陽帶(圖圖8）的晚古生代沉積地層）的晚古生代沉積地層一致顯示接近北秦嶺的高放射成因鉛的一致顯示接近北秦嶺的高放射成因鉛的Pb同位素組成，同位素組成，并可與緊貼商丹古縫合帶南緣的弧前沉積和劉嶺群并可與緊貼商丹古縫合帶南緣的弧前沉積和劉嶺群（由北秦嶺島弧提供碎屑物質(zhì)）的（由北秦嶺島弧提供碎屑物質(zhì)）的Pb同位素組成相對同位素組成相對比（表比（表5和圖和圖11），表明商丹縫合帶東延應(yīng)通過北淮陽），表明商丹縫合帶東延應(yīng)通過北淮陽帶北

47、緣。從而，進(jìn)一步證明南面的北大別，和南大別帶北緣。從而，進(jìn)一步證明南面的北大別，和南大別一樣，應(yīng)相當(dāng)商丹縫合帶南側(cè)的南秦嶺或揚(yáng)子板塊。一樣，應(yīng)相當(dāng)商丹縫合帶南側(cè)的南秦嶺或揚(yáng)子板塊。 近年在北大別發(fā)現(xiàn)多處榴輝巖，雖迄今尚未在其中鑒近年在北大別發(fā)現(xiàn)多處榴輝巖，雖迄今尚未在其中鑒定出確切的超高壓柯石英，但高壓變質(zhì)巖這一事實(shí)已定出確切的超高壓柯石英，但高壓變質(zhì)巖這一事實(shí)已完全可以證明北大別同樣屬于陸殼的俯沖盤，碰撞帶完全可以證明北大別同樣屬于陸殼的俯沖盤，碰撞帶應(yīng)位于北大別的北面，這也支持北大別和南大別一樣應(yīng)位于北大別的北面，這也支持北大別和南大別一樣應(yīng)屬于揚(yáng)子板塊俯沖碰撞陸緣。應(yīng)屬于揚(yáng)子板塊俯沖碰撞

48、陸緣。 北 淮 陽 北秦嶺 北 淮 陽 項 目龜山群變玄武巖（3）古生代變沉積巖(7)*各類基底巖石及前晚古生代花崗巖類（50）商城-金寨中生代火山-侵入巖（6）*六安-舒城中生代火山-侵入巖（8）*華北 A3-2 亞省基底與花崗巖（27）206Pb/204Pb 18.206 19.342 18.324 17.328 16.284 17.300207Pb/204Pb 15.543 15.658 15.582 15.484 15.375 15.447208Pb/204Pb 38.484 39.843 38.319 38.292 37.065 37.971206Pb/208Pb 0.4764 0.

49、4851 0.4782 0.4526 0.4384 0.4556206Pb/207Pb 1.1713 1.2352 1.1759 1.1192 1.0567 1.1199207Pb/208Pb 0.4040 0.3932 0.4066 0.4044 0.4148 0.4068表表5 北淮陽晚古生代地層北淮陽晚古生代地層Pb同位素組成特征同位素組成特征*火山-侵入巖包括白堊紀(jì)玄武安山巖、玄武粗安巖、粗面巖、流紋巖、正長巖等，數(shù)據(jù)引自楊祝良等，1999。*古生代變沉積巖包括龜山組、南灣組和佛子嶺群變質(zhì)碎屑巖和碳酸鹽巖。15.515.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.020

50、6Pb/204Pb208Pb/204Pb3637383940414215.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0206Pb/204Pb207Pb/204Pb北大別塊體北淮陽劉嶺群桐柏雜巖南大別超高壓塊體北大別塊體北淮陽劉嶺群桐柏雜巖南大別超高壓塊體15.115.715.315.9北秦嶺塊體南秦嶺塊體北秦嶺塊體南秦嶺塊體圖 26 206Pb/204Pb vs. 207Pb/204Pb 和208Pb/204Pb 圖（四）、秦嶺古洋幔屬于特提斯構(gòu)造域洋幔類型（四）、秦嶺古洋幔屬于特提斯構(gòu)造域洋幔類型1.特提斯構(gòu)造域洋幔長期具有高特提斯構(gòu)造域洋幔長期具有高207Pb/204Pb

51、和和DUPAL 異常特征異常特征 通過對環(huán)地中海特提斯構(gòu)造域內(nèi)中、新生代蛇綠巖通過對環(huán)地中海特提斯構(gòu)造域內(nèi)中、新生代蛇綠巖（Hamelin et al., 1984）、云南三江地區(qū)晚古生代古特提）、云南三江地區(qū)晚古生代古特提斯蛇綠巖（斯蛇綠巖（Zhang Qi et al., 1993）, 阿拉伯地盾區(qū)新元古阿拉伯地盾區(qū)新元古代（代（820870 Ma）蛇綠巖（）蛇綠巖（Pallister et al., 1988）的鉛）的鉛同位素數(shù)據(jù)對比研究，同位素數(shù)據(jù)對比研究，發(fā)現(xiàn)這些產(chǎn)出于特提斯構(gòu)造域的發(fā)現(xiàn)這些產(chǎn)出于特提斯構(gòu)造域的蛇綠巖的鉛同位素組成絕大多數(shù)顯示高蛇綠巖的鉛同位素組成絕大多數(shù)顯示高207

52、Pb/204Pb和和DUPAL異常特征，表明特提斯構(gòu)造域的古洋幔至少由新異常特征，表明特提斯構(gòu)造域的古洋幔至少由新元古代至今就具有類似現(xiàn)代印度洋幔和東岡瓦納區(qū)地幔元古代至今就具有類似現(xiàn)代印度洋幔和東岡瓦納區(qū)地幔的鉛同位素組成特征的鉛同位素組成特征。2. 2. 秦嶺蛇綠巖與特提斯蛇綠巖的地球化學(xué)對比秦嶺蛇綠巖與特提斯蛇綠巖的地球化學(xué)對比秦嶺地區(qū)存在著新元古代松樹溝蛇綠巖和晚古生代勉略蛇綠巖，為了證明秦嶺古洋屬于特提斯構(gòu)造域類型，進(jìn)行了秦嶺和特提斯蛇綠巖中MORB型巖石的地球化學(xué)對比。(1) 秦嶺蛇綠巖在高秦嶺蛇綠巖在高207Pb/204Pb方面與特提斯蛇綠巖一致，而同太平方面與特提斯蛇綠巖一致，

53、而同太平洋域中的蛇綠巖的低洋域中的蛇綠巖的低207Pb/204Pb不同（圖不同（圖12）。）。圖圖12 秦嶺蛇綠巖與特提斯域和太平洋域蛇綠巖中秦嶺蛇綠巖與特提斯域和太平洋域蛇綠巖中MORB型巖石型巖石Pb同位素組成對比同位素組成對比1：松樹溝蛇綠巖；2：勉略蛇綠巖。實(shí)線區(qū)為特提斯蛇綠巖組成范圍；虛線區(qū)為太平洋帶蛇綠巖組成范圍，其中小實(shí)線區(qū)為低207Pb/204Pb的特提斯域中Samail和Zecca 蛇綠巖的組成范圍（兩者均顯示DUPAL特征）。圖13 秦嶺蛇綠巖中MORB型巖石變質(zhì)前和形成時鉛的（207Pb/204Pb）t -（206Pb/204Pb）t圖解1：松樹溝蛇綠巖變質(zhì)前（t= 40

54、0 Ma）同位素比值; 2:松樹溝蛇綠巖形成時（t= 1000 Ma）同位素比值；3：勉略蛇綠巖形成時（t= 350 Ma）同位素比值；4：勉略蛇綠巖變質(zhì)前（t= 240 Ma）同位素比值；5：阿拉伯新元古代蛇綠巖（t= 820870 Ma）長石鉛同位素比值。圖中標(biāo)有值者為不同值的增長線；標(biāo)有t者為不同時間的等時線。（2 2）秦嶺蛇綠巖中秦嶺蛇綠巖中MORBMORB型巖石的初始型巖石的初始PbPb同位素組成同位素組成圖圖14 秦嶺和云南古特提斯蛇綠巖中秦嶺和云南古特提斯蛇綠巖中MORB型巖石的型巖石的208Pb/204Pb206Pb/204Pb及及7 7/4Pb8/4Pb圖解圖解 1：松樹溝蛇

55、綠巖；2：勉略蛇綠巖；3：滇西三江蛇綠巖。實(shí)線圈為松樹溝巖石、 斷線圈為勉略巖石的組成范圍；虛線圈為三江巖石的組成范圍（據(jù)Zhang Qi et al., 1993）. (3) 秦嶺蛇綠巖均顯示秦嶺蛇綠巖均顯示DUPAL型異常鉛同位素組成特征型異常鉛同位素組成特征(4) 通過計算得出的通過計算得出的8/4Pb值和值和7 7/4Pb值為值為： 松樹溝蛇綠巖松樹溝蛇綠巖MORB：8/4Pb=42.6109.5, 7 7/4Pb=10.117.7；勉略蛇綠巖勉略蛇綠巖MORB： 8/4Pb=45.4109.9, 7 7/4Pb=10.120.9； 松樹溝和勉略蛇綠巖中變質(zhì)橄欖巖：松樹溝和勉略蛇綠巖中

56、變質(zhì)橄欖巖：8/4Pb=68.678.8, 7 7/4Pb=6.722.9；表明秦嶺蛇綠巖的表明秦嶺蛇綠巖的MORB和地幔橄欖巖均顯示出和地幔橄欖巖均顯示出DUPAL異常特征。異常特征。(5) 松樹溝和勉略蛇綠巖松樹溝和勉略蛇綠巖MORB具有與特提斯域蛇綠巖具有與特提斯域蛇綠巖MORB完全可對比的完全可對比的Zr/Zr*、 Ti/Zr、 Ti/V、TiO2/P2O5和和Zr/Nb比值比值（表6）。表表6 秦嶺與特提斯域蛇綠巖中秦嶺與特提斯域蛇綠巖中MORB型巖石微量元素比值對比型巖石微量元素比值對比 項項目目 松松樹樹溝溝N-NORB 松松樹樹溝溝E-MORB 勉勉 略略 滇滇西西三三江江 印

57、印度度Phulad年年齡齡（Ma ） 1000 1000 C C-P 1012Zr/Zr* 0.9 - 1.6 0.6 - 1.14 1.15 -1.6 - 1.0 - 1.2Ti/Zr 59 - 120 87 - 116 101 - 106 58 - 90 70 -120Ti/V 15 - 26 23 - 40 16 - 26 23 - 56 23 - 32TiO2/P2O5 8.9 - 45 9 - 12 8.8 - 14 7.2 - 10.2 9 - 10Nb/Zr 12.7 - 18 5.3 - 12.6 64 - 92 15 - 24 11 - 26Zr/Zr*=Zr/(Sm+Nd)

58、/2，其中，其中Zr，Sm，Nd濃度均為濃度均為CI球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值，CI球粒隕石平均成球粒隕石平均成分引自分引自Anderson，1983。松樹溝蛇綠巖數(shù)據(jù)引自周鼎武等，。松樹溝蛇綠巖數(shù)據(jù)引自周鼎武等，1995。勉略綠巖數(shù)據(jù)引自許繼鋒等。勉略綠巖數(shù)據(jù)引自許繼鋒等，1997。印度。印度Phulad綠巖數(shù)據(jù)引自綠巖數(shù)據(jù)引自Volpo and MacDougall，1990。 總之，地球化學(xué)對比能夠證明秦嶺洋幔應(yīng)屬于特提斯構(gòu)造總之，地球化學(xué)對比能夠證明秦嶺洋幔應(yīng)屬于特提斯構(gòu)造域洋幔類型。古地磁研究表明，秦嶺地區(qū)和揚(yáng)子陸塊在新元古域洋幔類型。古地磁研究表明，秦嶺地區(qū)和揚(yáng)子陸塊在新元

59、古代至泥盆紀(jì)時位于南半球或赤道附近（劉育燕等，代至泥盆紀(jì)時位于南半球或赤道附近（劉育燕等，1993），這），這一結(jié)果也能支持上述論斷一結(jié)果也能支持上述論斷。三、深部過程的地球化學(xué)研究三、深部過程的地球化學(xué)研究（一）原理和方法（一）原理和方法1. 原理或思路：原理或思路：目前常需研究的殼幔作用深部過程包括：板塊會目前常需研究的殼幔作用深部過程包括：板塊會聚帶殼幔再循環(huán)（洋殼俯沖）、陸殼俯沖、陸殼底侵、巖石圈拆聚帶殼幔再循環(huán)（洋殼俯沖）、陸殼俯沖、陸殼底侵、巖石圈拆沉等。研究它們的共同途徑是：通過巖漿的殼、幔源區(qū)的微量元沉等。研究它們的共同途徑是：通過巖漿的殼、幔源區(qū)的微量元素和同位素示蹤，判別巖

60、漿地幔源區(qū)中加入了何種物質(zhì)，或者殼素和同位素示蹤，判別巖漿地幔源區(qū)中加入了何種物質(zhì)，或者殼源巖漿的源巖屬于哪一構(gòu)造單元，從而確定深部過程的性質(zhì)與類源巖漿的源巖屬于哪一構(gòu)造單元，從而確定深部過程的性質(zhì)與類型。對各深部過程揭示的思路是：型。對各深部過程揭示的思路是：洋殼俯沖：通過判定島弧玄武巖幔源區(qū)中卷入了洋殼物質(zhì)，尤其洋殼俯沖：通過判定島弧玄武巖幔源區(qū)中卷入了洋殼物質(zhì)，尤其遠(yuǎn)洋和陸源沉積物來證明；遠(yuǎn)洋和陸源沉積物來證明；陸內(nèi)俯沖：通過判定斷裂構(gòu)造帶一側(cè)（上盤）構(gòu)造單元中的巖漿陸內(nèi)俯沖：通過判定斷裂構(gòu)造帶一側(cè)（上盤）構(gòu)造單元中的巖漿作用是以另一側(cè)構(gòu)造單元（下盤）的巖層為源，進(jìn)行證明；作用是以另一側(cè)構(gòu)造單元（下盤）的巖層