峨眉山大火成岩省白马与太和镁铁质层状岩体成因——C-He-Ne-Ar同位素制约

作     者：伏珏蓉 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张铭杰

授予年度：2020年

学科分类：0709[理学-地质学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 07[理学] 

主      题：地幔柱 岩体成因 C同位素 He-Ne-Ar同位素 白马与太和层状岩体 

摘      要：峨眉山地幔柱岩浆活动形成了超大型层状岩体与钒钛磁铁矿矿床。白马与太和镁铁质层状岩体赋存超大型钒钛磁铁矿矿床,其形成过程中地幔柱的贡献和混染物质类型需要碳和稀有气体同位素组成的进一步制约。本文对白马与太和镁铁质层状岩体岩浆矿物进行碳和稀有气体同位素研究,探讨白马与太和岩体成矿岩浆流体组分的来源、壳源物质混入机制和岩体成因。取得以下主要认识:(1)白马与太和镁铁质岩体岩浆矿物的δC值(-28.9‰3.9‰)和δC值(-52.4‰8.6‰)位于地幔和地壳值范围内。甲烷同系物碳同位素组成具有正序分布的特征,部分样品具有局部反序分布的特征。(2)白马岩体岩浆矿物的He/He值(0.47.85Ra)和Ar/Ar值(293.392.2)略低于太和岩体的(分别为0.89.96Ra和366.1347.1),Ne/Ne和Ne/Ne值分布于Ne同位素质量分馏线和MORB演化线之间。白马岩体中辉石的He/He值和He含量呈负相关关系,太和岩体中Ar/Ar值和Ar含量呈正相关关系。(3)白马与太和岩体母岩浆中流体组分的来源主要为地幔、地壳和大气组分:白马与太和岩体He/He和Ar/Ar值位于地幔柱、地壳与大气饱和流体端元之间,Ne/Ne和Ne/Ne值表明白马与太和岩浆矿物中存在大气、地幔柱和上地幔来源流体组分。岩石加热释出的CO和CH碳同位素组成及烷烃气体碳同位素配分模式表明地幔流体中混染了壳源流体组分。(4)探讨了白马与太和岩浆中混染的壳源物质类型和机制:白马与太和岩体烷烃气体碳同位素组成具有正序分布和局部反序的特征,可能与俯冲大洋板片中的沉积有机质或围岩中流体组分的加入有关。He/He和δC值也表明岩浆中混染了沉积物和蚀变洋壳流体组分。俯冲洋壳是携带地壳物质和大气组分进入地幔源区的可能机制。较低的He/He和Ar/Ar比值可能与白马和太和岩浆在地幔源区经历了俯冲物质的改造有关。(5)白马与太和岩体形成过程中可能存在地幔柱的贡献:白马和太和岩体与峨眉山溢流玄武岩形成时代相近。稀有气体同位素表明白马与太和成矿岩浆起源于地幔柱,并且混染了大量受俯冲流体交代的岩石圈地幔物质。白马岩体成矿岩浆混染了较多的地壳物质。