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第卷第期地质科技情报.
年月.
氦同位素地质研究进展
王登红毛景文、
,
摘要缘迹氨目位素研在地球曲质的循环、地震面报、环境监、年代学、矿床戚目、地质遗体及大地
、天热气及史成岩等,它们起源干
地壳最部及地幔,对应的构造活砧包括地震可能涉及到幔彝攮度。异常的氢同位素组成还可用于监植试
验、环境污橐等暂领域并既逮了我国氢位素的研究在无犊气的起霉、丸山喷气等方面取得重要进展。
关键词氨同位素曲质循环定年地震面报环境监矿束成固热点地质流体
⋯~ ————一
——————————————一
近年来氦同位素研究进一步证实/‘比值可以作为物质起源与构造活动的一个有效
标志,一般认为大气氦。/比值为.× ,地壳氦/‘为×~ ,地幔氦为×
~ 。国内外在研究深部构造与地质流体的过程中发现,洋中脊等地的深源样品具有较高
的/‘比值,可以作为判断成岩、成矿物质来源的一种有效标志。因此,氦同位素的研究引
起了广泛重视
氦是最轻的惰性气体元素,它在地壳中的丰度为.× ~。氦的同位素主要有。
和‘,其中①地球形成时从宇宙星云中吸聚的氦,主要是,现集中于地球内部,称为原始
氨、捕获氦或地幔氦;②放射性元素铀、钍裂变产生的氦主要是‘③宇宙射线轰击大气圈中
的氮产生,由转化来的称为宇宙成困氦“。地球不同圈层具有不同的惰性气体丰度
模式和同位素比值,地幔中—相对富集,而较重的惰气富集在海水及有关物质中;幔源物
质的/比值一般高于大气圈和地壳这一特征可用于区分地质样品的源区。/以
陨石类物质最高表;其次是地幔热柱,可达× 以上;与地幔热柱、洋中脊或大陆裂谷
有关的地热流体也具有很高的/‘,一般为大气的倍左右;一些幔源火山岩或幔源包
体也具有相当高的/比值,但其变化范围比探源地热流体要大;花岗质岩石的/‘
比值约为大气的/,而且不同地区、不同时代的花岗岩变化不大,其高‘含量主要来自
、的衰变。因此,/‘比值除了用于判断成岩、成矿物质的来源外,还有助于帮助找矿
如铀矿,以及探讨地球的热状态。
在研究地球物质循环中的应用
板块学说认为地幔物质自洋中脊上升形成新生洋壳,洋壳在俯冲带又重返地幔。但事实上
地球物质的循环并不那么简单比如,如果洋壳消失于俯冲带,则俯冲带的地质流体主要来自
于海水,其/‘比值应该接近于海水或大气,但大多数俯冲带火山物质。/‘比值约为
收穑日期—修政收判日期:—
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大气的~ 倍,地热流体更高;而且火山气体/‘比值与板块年龄之间并无系统变
化或相关性“,说明火山物质并未受到海水以及洋壳演化的影响。等认为几乎所有
俯冲板片上的惰性气体均通过火山作用返回大气而难以进入地幔“。
表】各类地质样品和源区的氨同位素组成
据文献,,,,,等综台
在定年方面的应用
氦同位素定年法在本世纪初即被应用,但年代以来由于—法的兴起而几乎完全被
放弃,主要是因为测定结果常常低于期望值。在—法研究过程中,人们也在不断积累经验,
以便更好地认识稀有气体的地球化学行为,也给氮同位素定年法的重