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洋岛玄武岩氦同位素特征的成因

汪洋  
【摘要】:正对洋脊玄武岩(MORB)以及洋岛玄武岩(OIB)的地球化学研究表明,MORB与OIB两者在氦同位素组成上差异明显,而且不同地理位置的OIB之间的氦同位素组成也有显著差异.MORB的~3He/~4He值等于7~8R_A(R_A指大气对流层~3He/~4He比值,为1.4×10~(-6)),一部分OIB的~3He/~4He值为5~6R_A,主要分布在南半球(如:St.Helena,Gough and Tristan,French Polynesia等),而另一些OIB的~3He/~4He值高达35R_A,主要分布在北半球和0°半球(如:Iceland,Loihi,Mauna Loa,Kilauea,等).地球的~3He来自地球形成早期的吸集过程,其后由于排气作用(degassing)而被大量释放;~4He则来自放射性元素U、Th的衰变.对于MORB与OIB两者在~3He/~4He值方面的差异,前人曾采用双层地幔模型来加以解释.即MORB来源于已充分排气的上地幔,热点的OIB来自富含挥发分(~3He)的下地幔.然而van Keken和Ballentine(1998)的研究显示:

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