地质学

地质学

封面介绍：深部碳循环对于探索地球内部演化、全球气候变化和资源战略勘探等都具有重大意义.由于地壳再循环作用可以将大量地球表层碳带到地球深部，所以地壳再循环在地球深部碳循环中起着非常重要的作用.起源于上地幔或者更深处的碱性玄武岩可以记录地球深部地质演化的重要信息.橄榄石斑晶所捕获的熔体包裹体可以有效地记录原始岩浆的物理化学信息.对山东杨庄碱性玄武岩中橄榄石斑晶内的熔体包裹体开展的相关工作表明，杨庄地幔源区可能存在再循环地壳物质的参与，而熔体包裹体气相部分的成分以CH4为主，CO2次之.高温高压实验研究表明CH4可以稳定存在于上地幔，但是在自然界却很少观测到直接来源于地幔的CH4.杨庄玄武岩橄榄石斑晶中含CH4熔体包裹体为CH4稳定存在于上地幔提供了直接证据.地幔还原性气体CH4的存在对了解中国东部深部地幔氧逸度变化和深部碳循环等都具有重要意义.封面显示的是在正交偏光显微镜下杨庄玄武岩橄榄石斑晶中的一个典型含CH4原生熔体包裹体（大小为30 μm）.详见刘芳等人文（p1310）.

中国东部新生代碱性玄武岩橄榄石斑晶中含CH4熔体包裹体的发现及其地质意义

刘芳，宗克清，刘勇胜，等

碱性玄武质岩浆起源于上地幔或者更深处，是了解地幔物质组成的重要窗户.熔体包裹体是主矿物在结晶过程中被捕获的，不易受到后期地质作用的影响，最早结晶的矿物橄榄石所捕获的熔体可以有效地记录原始岩浆的物理化学信息.在此次研究中，利用激光拉曼光谱（LA-Raman）对华北克拉通东部山东杨庄新生代碱性玄武岩橄榄石中，73个熔体包裹体内的气体组分进行了原位分析，并利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）对寄主橄榄石的主微量元素进行了测试.结果显示，熔体包裹体中含有高含量的CH4等烃类，而且含有石墨和碳酸盐等矿物，这为CH4在上地幔高温高压条件下能够稳定存在提供了直接证据，也表明中国东部地幔存在低氧逸度的区域.橄榄石斑晶具有高Ni，高Fe/Mn比值的特点，指示源区可能存在辉石岩组分.结合其他地球化学和地球物理资料，西太平洋板块对中国东部岩石圈地幔的俯冲效应可以很好地解释玄武岩源区存在辉石岩组分和CH4富集特征的现象.CH4是深部碳的重要存在形式之一，太平洋板块俯冲作用可能是中国东部深部碳循环重要的动力学机制.

碱性玄武岩；熔体包裹体；橄榄石；激光拉曼；深部碳循环

来源出版物：科学通报， 2015， 60（14）： 1310-1319联系邮箱：宗克清，kqzong@hotmail.com