Question

超基性岩

Answer 1

超基性岩包括橄榄岩、纯橄榄岩和辉岩等。

1. 超基性岩的同位素组成

氧同位素组成变化很小。全岩的 δ¹⁸O 值为 5. 4 ‰～ 6. 6‰ ，多数集中在 5. 4‰ ～ 5. 8‰ 之间。其中辉石的δ¹⁸O值为5.4‰～6.4‰，含羟基矿物的δD为－48‰～－88‰。

Fuex等(1973)对14个超基性岩样品进行过分析，氧化碳δ¹³C为2.9‰～－10.3‰，还原碳为－22.2‰～－27.1‰;Deines(1973)公布了22个碳酸岩的平均δ¹³C值为－5.1‰±1.4‰，13个金伯利岩中的碳酸岩平均δ¹³C值为－4.7‰±2‰，60个金刚石样品分析结果为－5.8‰±1.8‰。Deines(1980)又对大量不同晶形、不同颜色的金刚石进行了详细的碳同位素研究发现，金刚石的δ¹³C值变化范围达30‰左右，但绝大多数集中在－5‰～－6‰之间。具有地幔碳的特征。不同地区金刚石δ¹³C值的差异，表明地幔碳同位素组成不均一。金刚石的δ¹³C值变化范围大，可能与金刚石形成时各系统中各种含碳化合物相对含量的差异、原始碳源的同位素组成及其物理化学条件的不同，以及它们中碳的消耗不一样等因素有关。

大多数橄榄岩、纯橄榄岩和橄辉岩以及辉长苏长橄榄岩的δ³⁴S值在－0.45‰～－1.7‰之间，与陨石硫的同位素组成相近。德国的橄碱玄武岩中硫酸盐含量很低，其δ³⁴S值为2.6‰，硫化物的δ³⁴S值为1.3‰，认为最能代表地幔硫的原始同位素组成。

超基性岩的锶同位素组成(初始值)变化较大，大约在0.703～0.712之间，有些甚至高达0.729。这类岩石通常有两种情况，锶含量较高，初始值低的大型铁镁质和超铁镁质岩体，推测是由幔源玄武岩浆结晶形成的。相反，锶含量很低，初始值高的岩石，显然曾遭受过地壳锶的污染。铅同位素组成也较其他岩类低，因为基性岩和超基性岩中U、Th含量很低。

2.超基性岩的同位素组成特点及意义

1)与球粒陨石的δ值相似，反映地球与陨石有成因关系。

2)全岩同位素组成变化范围很小，证明上地幔的同位素组成是相对均一的。

3)岩石中共生矿物之间的同位素分馏小，表明超基性岩的成岩温度高。

4)地幔的氧同位素组成并不那么均一，这与岩浆熔融体形成的深度有关。

据Mueh Lenbacha(1974)实验，固体系统在高温熔融过程中，氧同位素分馏可能出现“逆转”。例如:玄武岩熔融体与斜长石的Δ¹⁸O温度高于1380℃为正值，低于1380℃为负值;玄武岩熔融体与顽火辉石之间，温度高于1250℃，Δ¹⁸O为负值，低于1250℃，Δ¹⁸O值为正。因此，在1250～1380℃之间形成的岩浆熔融体比原始地幔物质贫¹⁸O。而在1250℃以下，两者的同位素分馏相反而抵消，不会出现贫化现象。