马里亚纳弧前橄榄岩的铂族元素和Os同位素地球化学特征：弧下流体和熔体过程的影响

Subarc mantle is a important geochemical storage, However, Platinum group elements (PGE) and Os isotope geochemistry of it are not clear. Both subduction fluid reaction and arc melt reaction can mobilise PGE in subarc peridotite. Because of definite melting history, clear subduction fluid reaction and widespread boninite melt percolation, peridotites in forearc and inner slope of Mariana provide us a ideal window to study the geochemisty of PGE and Os isotope in mantle wedge. This project select the peridotite from Mariana forearc,study the melting fraction, reaction process with subduction fluid and melting percolation process.Then we are going to analyse PGEs and Re-Os isotope using a single digestion procedure reported by Li Jie(2011, GEOCHIMICA) to reduce nugget effect. The impact of subduction fluid reaction and boninitic melt procolation on PGE and Os isotope of subarc mantle will be discussed. Our project will help us to know the fluid and melt geological process in subduction zone, and apply PGE and Re-Os isotope as a geochemical tracer to supra-subduction zone ophiolite study.

弧下地幔的铂族元素与Os同位素的地球化学特征研究较少，俯冲流体与岛弧熔体相关的地质过程对其的影响也不明确。马里亚纳弧前产出的源于弧下地幔的橄榄岩以其相对明确的熔融历史，清晰的俯冲流体反应过程以及广泛发育的岛弧熔体渗透作用，使其成为研究弧下地幔的铂族元素和Os同位素地球化学特征的最理想对象之一。本研究选取了这些样品，利用其矿物和全岩的组成，对其熔融过程、俯冲流体的反应以及玻安质熔体的渗滤过程进行研究，在此基础上，用同一份样品同一流程同时测试铂族元素和Re-Os同位素的方法进行测试（避免块金效应产生的数据匹配困难），来研究现代岛弧环境下，俯冲流体与地幔楔的反应和岛弧熔体渗滤过程这两个弧下重要的地质过程对于弧下地幔橄榄岩的铂族元素和Os同位素组成的影响和控制。本项目的研究可以帮助我们对于进一步了解弧下地质过程，也可以帮助我们更好地运用铂族元素和Re-Os同位素示踪来示踪SSZ型蛇绿岩中地质过程。

马里亚纳俯冲带是全球研究程度最高的俯冲带之一，其弧前有橄榄岩出露，包括南部的弧内坡以及弧前的蛇纹岩海山，被认为是SSZ型蛇绿岩的现代等同物。项目旨在利用这些难得的来自弧下地幔的橄榄岩研究其PGE和Os同位素的组成特点，分析俯冲流体与橄榄岩的反应以及岛弧熔体的渗滤过程对于PGE和Os同位素组成的影响。.项目利用矿物组成、全岩以及Sr同位素的研究了这些橄榄岩经历的俯冲流体的反应，发现弧内坡的橄榄岩流体反应的温度更高，达到角闪石稳定的区域。而蛇纹岩海山中的橄榄岩流体反应的温度较低，其中离海沟远俯冲板片深度大的站位中出现的透闪石等。综合矿物组合、矿物组成包括微量元素、全岩的组成等，项目建立了弧前流体与橄榄岩反应的矿物生成模式。.项目识别出了这些橄榄岩经历了熔体的渗滤过程，并用稳定且成分变化大的尖晶石中Fe3+的比例建立了熔体渗滤过程的地球化学指标，通过Os同位素和PGE有关的地球化学参数与这些指标间的关系，认为富集放射性成因Os和PPGE的熔体与橄榄岩的反应是改变极度亏损的地幔岩组成的最可能过程。而经历了不同温度条件下俯冲流体反应的橄榄岩PGE和Os同位素没有显著差异。我们认为伊豆-小笠原-马里亚纳岛弧形成时广泛的岩浆活动与上地幔顶部的橄榄岩的反应是改变这些弧前地幔PGE组成和Os同位素组成的最重要过程。.本项目的研究可以帮助我们对于进一步了解弧下地质过程，也可以帮助我们更好地运用铂族元素和Re-Os同位素示踪来示踪SSZ型蛇绿岩中地质过程。