中国东部上地幔不同类型流体组成及其性质

论文摘要

地幔流体是地球内部物质和能量交换最活跃的组分，在地幔分异演化等过程中发挥着重要作用。中国东部新生代碱性玄武岩中的地幔捕虏体为岩石圈地幔的残片，其中气体不易散失而且很少受地表大气的污染，保留了地幔源区的最直接的信息，是进行地幔流体研究最直接的样品。地幔捕虏体中流体的化学组成、稳定同位素及稀有气体同位素组成是认识地幔不同类型流体性质、来源的重要手段。本文采集了中国东部五大连池、蛟河、辉南、张家口、大方山、六合方山、明溪等地的二辉橄榄岩捕虏体和辉石岩捕虏体，以二辉橄榄岩捕虏体和辉石岩捕虏体中橄榄石、斜方辉石和单斜辉石为对象，采用分步加热MAT-271质谱计测定了流体的化学组成，MAT-252和GC-C-Delta-plus XP质谱计测定CO2的碳、氧同位素，以及CO和烷烃的碳同位素，用Zn还原封管法测定了H2O和H2的氢同位素、采用MM5400稀有气体质谱计测定了He、Ne和Ar的丰度和同位素组成。根据地幔捕虏体不同组成矿物在不同温度释出流体化学组成特征、稳定同位素特征及稀有气体同位素特征探讨了中国东部陆下岩石圈地幔流体的类型、性质及来源，得出以下科学认识： 1、地幔捕虏体中流体组分的赋存形式主要有不同类型的气液包裹体和矿物晶格中混溶的流体。根据流体包裹体的形态、大小及分布特征可区分出两种类型的流体包裹体：第一类为早期流体包裹体：形状规则，呈球形、卵圆形和负晶形等规则形状，个体较小（0.005-0.02mm），成群产出于矿物的中心或核部，均一温度为861-1074℃。第二类为晚期流体包裹体：形状不规则，呈树枝状和管状，个体较大（0.01-0.1mm），边部存在一些显微裂缝，分布于矿物裂隙或边缘。分步加热实验表明中国东部地幔捕虏体组成矿物中的流体在300-600℃、600-1000℃和1000-1200℃形成三个释气峰，300-600℃低温释气峰释放的流体主要来自边部存在一些显微裂缝的晚期流体包裹；600-1000℃释气峰释放的流体主要来自和均一温度范围相近的早期流体包裹体；1000-1200℃高温释气峰的流体主要来自矿物晶格中的流体。 2、中国东部地幔捕虏体的流体化学组成以H2、CO2和CO为主，SO2、CH4、H2S和N2为次要成分。流体组成随岩石类型、矿物种类和释出温度不同而显示不同特征。二辉橄榄岩捕虏体中橄榄石在800-1200℃释放出的流体以CO、CO2和H2为主要成分。斜方辉石和单斜辉石在800-1200℃释放出的流体以H2和CO为主，平均分别为8.22mm3／g和7.35mm3／g。辉石岩捕虏体组成矿物800-1200℃释出较

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 地幔流体研究意义
• 1.2 地幔流体研究现状
• 1.3 本文选题意义及工作量
• 第二章 中国东部区域地质概况
• 2.1 大地构造环境
• 2.2 地幔捕虏体特征
• 2.2 中国东部上地幔不均一性
• 第三章 样品及实验方法
• 3.1 样品及处理
• 3.2 实验方法
• 第四章 地幔捕虏体中流体组成特征
• 4.1 流体组分赋存形式
• 4.2 流体的化学组成特征
• 4.3 稳定同位素组成特征
• 第五章 地幔捕虏体中稀有气体同位素组成特征
• 5.1 稀有气体丰度特征
• 5.2 稀有气体同位素组成特征
• 第六章 岩石圈地幔初始流体组成
• 6.1 初始流体化学和稳定同位素组成
• 6.2 初始流体稀有气体同位素组成
• 6.3 岩石圈地幔中的原始有机质
• 第七章 岩石圈地幔交代流体组成
• 7.1 交代流体化学组成
• 7.2 交代流体稳定同位素组成
• 7.3 交代流体稀有气体同位素组成
• 第八章 再循环地壳流体组成
• 8.1 再循环地壳化学组成
• 8.2 再循环地壳稳定同位素组成
• 8.3 再循环地壳稀有气体同位素组成
• 第九章 结论
• 参考文献
• 在读期间发表论文
• 致谢