地球核幔相互作用的W同位素研究进展

摘要

地球核幔相互作用的研究难点在于无法获得实际样品。洋岛玄武岩和溢流玄武岩被认为是地幔柱减压熔融的产物,携带了核幔边界的物质信息,可作为研究地球核幔相互作用的样品。^(182)Hf-^(182)W同位素体系的特殊化学性质,使W同位素成为研究核幔相互作用的重要工具。本文介绍了W同位素示踪的基本原理,并回顾了核幔相互作用的W同位素研究进展。目前已发表的数据表明,全球洋岛玄武岩具有W元素丰度富集(67×10^(-9)~855×10^(-9))、^(182)W同位素亏损(μ^(182)W=-0.1~-16.1)的特征,由此推断洋岛玄武岩可能来源于核幔平衡源区。Baffin Bay和Ontong Java Plateau溢流玄武岩则具有^(182)W富集(μ^(182)W=23.4)的特征,可能来源于早期地幔源区。洋岛玄武岩和溢流玄武岩的μ^(182)W差异可能是由地幔柱头尾异质性引起。此外,引起μ^(182)W异常的其他原因可能有:原始地幔源区的隔离保存、后增生薄层物质的部分混入和低效的核幔分异作用等。目前,W同位素的核幔交换机制仍不清楚。