峨眉山大火成岩省玄武岩和苦橄岩的Mg同位素组成研究

为进一步揭示部分熔融和分异结晶过程中Mg同位素的地球化学行为，并探讨大陆地幔可能存在的Mg同位素不均一性，对峨眉山大火成岩省玄武岩和苦橄岩进行全面系统Mg同位素研究。通过研究一系列经历过分异结晶的峨眉山玄武岩和苦橄岩，结合传统的主量、微量元素以及放射性同位素（Sr-Nd-Pb）地球化学示踪手段，探讨地幔部分熔融以及岩浆分异结晶过程中Mg同位素的地球化学行为，为将Mg同位素应用于岩浆岩源区示踪提供理论依据。同时，通过对比研究源自不同地幔源区的峨眉山高Ti和低Ti玄武岩，揭示该区大陆地幔的Mg同位素组成特征，并探讨可能存在的大陆地幔Mg同位素组成不均一性。结合已经获得的华北克拉通地幔橄榄岩和玄武岩的Mg同位素数据，力争对玄武岩形成和演化的动力学过程以及大陆地幔的Mg同位素组成提供新的制约。

为揭示部分熔融和分异结晶过程中Mg同位素地球化学行为，探讨大陆地幔可能存在的Mg同位素不均一性，本项目对峨眉山大火成岩省玄武岩和攀枝花层状辉长岩进行了全面系统Mg同位素研究。峨眉山高Ti和低Ti玄武岩地球化学特征有显著差异，高钛玄武岩具有高REE（189 ~ 351ppm），(La/Yb)N(10 ~ 13)，Ce/Pb(12 ~ 21)，εNd(t)(0.1 ~ 2.1)，Zr/Nb(9.3 ~ 10.8)，Th/Nb(0.17 ~ 0.22)和低 (87Sr/86Sr)i（0.7051 ~ 0.7065）；低钛具有低REE(82 ~ 120ppm)，(La/Yb)N(5 ~ 6)，Ce/Pb(2 ~ 6)，εNd(t)(- 11.6 ~ - 8.4)，Th/Nb(0.09 ~ 0.17)，Zr/Nb(1.9 ~ 4.5)和高(87Sr/86Sr)i（0.7074 ~ 0.7088），这指示它们源自不同性质的地幔源区。但是，两类玄武岩却具有类似的Mg同位素组成，低钛玄武岩δ26Mg = -0.37～-0.19‰，平均值-0.27 ± 0.10‰；而高钛玄武岩δ26Mg= -0.45～-0.08‰，平均值 -0.26 ± 0.18‰，这说明不同深度的地幔可能具有相同的 Mg 同位素组成。峨眉山玄武岩的δ26Mg与MgO之间没有相关性，说明分离结晶未造成显著Mg同位素分馏。此外，辉长岩的矿物Mg同位素结果显示，单斜辉石和橄榄石具有相对均一的Mg同位素组成（δ26Mg = -0.40 to -0.18‰ 和 -0.41 to -0.32‰），并且与地幔值一致；角闪石和钛铁矿的δ26Mg变化稍大（-0.57 to -0.16‰ 和 -0.55 to +0.15‰）；δ26Mg变化最大的是斜长石（-1.76 to +0.19‰）。由于斜长石的Mg含量非常低（<0.05%）。所以，全岩的Mg同位素组成还是受单斜辉石、角闪石和橄榄石控制，落在地幔的范围之内，这同样支持大陆地幔的部分熔融以及玄武质岩浆分异结晶过程中Mg同位素不发生分馏。最后，结合已经获得的华北克拉通玄武岩的Mg同位素数据，我们认为其轻Mg同位素组成来自于地幔源区，它可能与再循环碳酸盐的有关，因此Mg同位素可以成为再循环碳酸盐的有效示踪剂。