Figure 14-6. After Zindler and Hart (1986), Staudigel et al. (1984), Hamelin et al. (1986) and Wilson (1989).
大洋地幔主要地球化学端元
四、高地幔（HIMU地幔）
高地幔

Figure 14-6. After Zindler and Hart (1986), Staudigel et al. (1984), Hamelin et al. (1986) and Wilson (1989).
Figure 13-12. Data from Ito et al. (1987) Chemical Geology, 62, 157-176; and LeRoex et al. (1983) J. Petrol., 24, 267-318.
大洋中脊玄武岩2种类型（N-, E-MORB）成因模式：
Figure 14-7. After Wilson (1989) Igneous Petrogenesis. Kluwer.
什么是高
238U/204Pb=μ，
235U/204Pb=ν
= 238U/204Pb
=μ/137.88， 232Th/204Pb=ω， 232Th/238U=κ
可以作为衡量U富集程度的参数
地球化学主量元素－微量元素－ 同位素的层次与功能
以玄武岩为例：
主量元素划分岩石大类——
微量元素可以划分构造环境—— 同位素划分更细的层次——
大洋地幔源区特征以及成因
研究思路和方法
1. 从数据类型看，主要是使用同位素地球化学数据。 2. 年轻的各种大洋玄武岩直接来源于大洋地幔，而且 由于年龄小（一般小于50Ma），其Sr-Nd-Pb同位 素的现今测定值十分接近岩石形成时候的初始值， 即，不需要年龄校正。 3. 大洋地壳很薄，大洋地壳对大洋玄武岩的混染作用 十分有限，因此岩石同位素十分接近于大洋地幔成 分特征。 4. 综合以上，利用各种大洋玄武岩的同位素组成来代 表其起源的地幔源区。(注意，到大陆则复杂了)
大洋地幔源区的主要端元
Sr－Pb 1. 2. 3. 4. 5. 6. DM （DMM） HIMU EM I EM II PREMA BSE
大洋地幔源区的主要端元
143Nd/144Nd-87Sr/86Sr
1. DM（DMM） 2. HIMU 3. EM I 4. EM II 5. PREMA 6. BSE
A = 俯冲带 C = 岩浆
B =陆源沉积物 D = 大陆弧
E = 岛弧
G = 海底喷发
F = 大陆裂谷
Oceanic basalts are produced at ocean ridges and ocean island
Materials: unaffected by old continents, but derived from the mantle
A modern concept of the axial magma chamber beneath a fast-spreading ridge
Figure 13-15. After Perfit et al. (1994) Geology, 22, 375-379.
大洋地幔主要地球化学端元——归纳
Allè gre, 2008
大洋地幔主要地球化学端元
二、普通地幔（PREMA）
PREMA (PREvalent MAntle)
普通地幔源区
87Sr/86Sr＝0.7033 143Nd/144Nd＝0.5130
(标准化数值为 146Nd/144Nd＝0.7129)
Nd为>+6－+8
高U/Pb
206Pb/204Pb＝18.2-18.5
普通铅的单阶段增长曲线
[(207Pb/204Pb)t—b0]/[(206Pb/204Pb)t—a0]=1/137.88· [(eλ2T—eλ2t)/ (eλ1T—eλ1t)]
按照H—H法模式，并利用以上符号则可将方程简化为： ( 206Pb/204Pb)t =a0+ μ(eλ1T-eλ1t) （1） ( 207Pb/204Pb)t =b0+ (μ/137.88)(eλ2T-eλ2t) （2 ）
低U/Pb、Th/Pb，Pb 的三个比值都很低
206Pb/204Pb＝17.2-17.7 207Pb/204Pb＝15.4 208Pb/204Pb＝37.2-37.4
分布在NHRL线上
Northern Hemisphere Figure 14-6. After Zindler and Hart (1986), Staudigel Reference Line (NHRL)
普通地幔源区
87Sr/86Sr＝0.7033 143Nd/144Nd＝0.5130
大量OIB，IAB, 大 Nd为>+6－+8 陆玄武岩具有此特征。 因此命名。 高U/Pb
(标 准化数值为146Nd/144Nd ＝0.7129)
206Pb/204Pb＝18.2-18.5
Figure 14-6. After Zindler and Hart (1986), Staudigel et al. (1984), Hamelin et al. (1986) and Wilson (1989).
N-MORB——正常型MORB E-MORB——富集型MORB
大洋中脊玄武岩（MORB）2种类型：
同位素特征
• N-MORB: 87Sr/86Sr < 0.7035，143Nd/144Nd > 0.5030, —— 来源于亏损地幔源区DMM • E-MORB：更加富集Nd、Sr同位素，表明N-MORB和EMORB确实起源于不同的地幔源区——来源于亏损地幔源区 DMM＋PREMA
• HIMU 端元具有非常高的206Pb/204Pb比值，表明源区富 U, 但是不富集Rb, 并具有足够老的年龄(> 1 Ga)来得到 高的观察到的 206Pb/204Pb比值 • HIMU端元成因模式: 俯冲再循环的洋壳（可能被海水蚀 变），局部地幔的Pb丢失后进入洋壳，并可能由此交代 流体导致Rb的丢失，使得HIMU具有高Pb、低Sr特征。
如果给定现代μ值为8、9、10， 相应的ν值亦可计算出来 （ν=μ/137.88），将上述各值代 入方程，按给定的年龄值t，即可 构成一组从原始铅点向外散开的扇 形曲线簇（右图）。 这些曲线就是普通铅的单阶段 增长曲线。同理亦可作出 208Pb/204Pb和206Pb/204Pb之间的 增长曲线。
(Allè gre, 2008)
＝the Primary Uniform Reservoir
87Sr/86Sr＝0.7045-52
143Nd/144Nd＝0.512638
(标准化数值为146Nd/144Nd＝0.7129)
Nd=0, Sr=0
低U/Pb、Th/Pb， Pb的三个比值都很低
206Pb/204Pb＝18.4±0.3 207Pb/204Pb＝15.58±0.08 208Pb/204Pb＝38.9±0.3
87Sr/86Sr＝0.7045-52
143Nd/144Nd＝0.512638
BSE
(标准化数值为146Nd/144N＝0.7129)
Nd= 0
低U/Pb、Th/Pb，Pb 的三个比值都很低
206Pb/204Pb＝18.4±0.3 207Pb/204Pb＝15.58±0.08 208Pb/204Pb＝38.9±0.3
大洋地幔主要地球化学端元
一、亏损地幔（DM，DMM）
DM＝ Depleted Mantle DMM＝ Depleted－MORB Mantle
亏损地幔
——N-MORB的源区
低Rb/Sr,低Sr比值 高Sm/Nd和Nd比值
DM (Depleted Mantle) = N-MORB source
Nd为>+10
208Pb/204Pb-206Pb/204Pb
1. DM 2. HIMU 3. EM I 4. EM II 5. PREMA 6. BSE
Figure 14-8. After Wilson (1989) Igneous Petrogenesis. Kluwer. Data from Hamelin and Allè gre (1985), Hart (1984), Vidal et al. (1ta from Ito et al. (1987) Chemical Geology, 62, 157-176; and LeRoex et al. (1983) J. Petrol., 24, 267-318.
大洋地幔主要地球化学端元
三、整个硅酸盐地球(BSE)
BSE (Bulk Silicate Earth)——
(Niu, 2004)
大洋中脊玄武岩（MORB）2种类型：
N-MORB——正常型MORB E-MORB——富集型MORB REE特征
Figure 13-10. Data from Schilling et al. (1983) Amer. J. Sci., 283, 510-586.
大洋中脊玄武岩（MORB）2种类型：
et al. (1984), Hamelin et al. (1986) and Wilson (1989).
大洋地幔主要地球化学端元
亏损地幔（DM） 产生的玄武岩——N-MORB
大洋中脊
MORB＝Mid-Ocean Ridge Basalt
Figure 13-1. After Minster et al. (1974) Geophys. J. Roy. Astr. Soc., 36, 541-576.
大洋地幔主要地球化学端元