新闻动态广州地化所、深地科学卓越创新中心在峨眉山大火成岩省地幔源区性质与岩浆成因方面取得新进展
许多大火成岩省被认为与地幔柱活动有关，因此对于研究地球地幔性质具有重要意义。在成分上，大陆溢流玄武岩主要由拉斑玄武岩组成，通常认为这些玄武岩在喷发前经历了显著的演化，因此在研究地球地幔性质方面，一直是被忽视的，研究程度远没有洋岛玄武岩高。高Fo橄榄石中的熔体包裹体，其能够捕获几乎未发生演化的、原始岩浆的成分，可以保留更多关于地幔源区组分的信息。
为了研究峨眉山大火成岩省高钛岩浆的地幔源区性质和岩浆成因，中科院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室、深地科学卓越创新中心的张磊博士研究生在任钟元研究员的指导下，对峨眉山大火成岩省中丽江苦橄岩橄榄石中的熔体包裹体的主、微量量元素和Pb同位素组成，以及寄主全岩的主、微量和Sr-Nd-Pb-Hf同位素进行了研究，取得了以下发现和认识：
1. 峨眉山大火成岩省丽江苦橄岩的主、微量元素及Sr-Nd-Pb-Hf同位素特征是均一且亏损的，而其中橄榄石熔体包裹体的主、微量元素尤其是Pb同位素成分变化很大，指示出丽江苦橄岩的地幔源区由具有FOZO特征的亏损组分与具有EM1特征的富集组分共同组成。
2. 微量元素和同位素模拟计算结果显示，类似于GLOSS II的俯冲沉积物古老（约2.35Ga）再循环是丽江苦橄岩地幔源区EM1组分的主要成因。
3. Al-in-ol温度计以及地幔潜能温度(Tp)反推计算结果表明，丽江苦橄岩来自于热能较低的地幔柱，对应于地幔柱轴部附近的地幔柱活动衰减阶段。地幔柱热能的时–空变化是控制峨眉山大火成岩省镁铁质–超镁铁质岩浆地球化学特征的关键因素。
图1: 丽江苦橄岩橄榄石中熔体包裹体Pb同位素
图2: 丽江苦橄岩橄榄石中熔体包裹体微量元素
该研究成果近期发表在Nature Index期刊《Journal of Geophysical Research : Solid Earth》上。该研究获得了中科院先导专项(XDB18000000)、国家自然科学基金(41672057)、广东省自然科学基金(2021A1515017789)的联合资助。
论文信息如下:
Zhang, L., Ren, Z. Y.*, Zhang, L., Wu, Y. D., Qian, S. P., Xia, X. P. & Xu, Y. G. (2021). Nature of the Mantle Plume under the Emeishan Large Igneous Province: Constraints from Olivine-hosted Melt Inclusions of the Lijiang Picrites. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 126(5).
（同位素地球化学国家重点实验室供稿）
