作者姓名：劉傳周
　　論文題目：北極Gakkel超慢速擴(kuò)張洋脊大洋橄欖巖的地球化學(xué)特征及其意義
　　作者簡(jiǎn)介：劉傳周，男，?1981年07月出生，2003年09月師從于中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所郭敬輝研究員，于2007年07月獲博士學(xué)位。

　　中文摘要
　　Gakkel洋脊地處北冰洋，全長(zhǎng)1800km，西起格陵蘭島的北岸，東至西伯利亞的北岸，?構(gòu)成了北美－歐亞大陸在北極的板塊邊界。Gakkel洋脊由西向東擴(kuò)張，在西邊的全擴(kuò)張速率達(dá)14.6?mm/yr，而在東邊接近西伯利亞的末端，全擴(kuò)張速率降至6.3?mm/yr，是世界上擴(kuò)張速率最慢的超慢速擴(kuò)張洋脊。在本博士論文研究中，我們選取來(lái)自Gakkel洋中脊兩個(gè)打撈點(diǎn)(PS66-238和HLY0102-D70)的樣品。其中，PS66-238的樣品極其新鮮，而HLY0102-D70則強(qiáng)烈蝕變的蛇紋巖化橄欖巖。
　　在利用XRF法獲得樣品全巖主量元素成分的基礎(chǔ)上，我們利用電子探針精確測(cè)定上了樣品中所有礦物的主量元素的含量，并利用激光ICP-MS和離子探針獲得了單斜輝石和斜方輝石的微量元素含量。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，我們討論了樣品所經(jīng)歷的熔融過(guò)程和后期的熔體再富集作用，并初步制約了熔體的性質(zhì)。結(jié)果表明：Gakkel洋脊樣品遭受了低至中等程度(3-12%)的部分熔融。部分樣品在遭受尖晶石相熔融之前經(jīng)歷了在石榴子石相的穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)不同程度的熔融。幾乎所有的樣品在經(jīng)歷低至中等程度的部分熔融之后均普遍遭受到后期熔體的再富集作用。模擬的結(jié)果表明需要加入富集程度較高的熔體。這些熔體可以是由虧損地幔經(jīng)過(guò)低程度(<5%)的部分熔融形成的混合熔體。斜方輝石與單斜輝石的微量元素組成表明樣品中兩種輝石在熔體交代過(guò)程中微量元素并沒(méi)有完全達(dá)到平衡，從而說(shuō)明這些樣品所經(jīng)歷的交代作用時(shí)間較短，應(yīng)在它們進(jìn)入Gakkel洋中脊之后。
　　利用高壓釜(High-pressure?Asher,?HPA)溶樣以及同位素稀釋法精確測(cè)定了樣品全巖的強(qiáng)親鐵元素和Re-Os同位素。全巖的Re-Os同位素結(jié)果表明：后期的海水蝕變作用以及熔體的再富集作用對(duì)樣品中的187Os/188Os?值影響很小。盡管Os的含量判別較大，兩個(gè)采樣點(diǎn)的樣品具有相似但高度不均一的187Os/188Os范圍(0.114-0.129)。Gakkel樣品的Os同位素組成表明大洋地幔在很小尺度（<5km）內(nèi)Os同位素組成存在高度的不均一。因此，虧損地幔(DMM)可能并不存在一個(gè)統(tǒng)一且均一的Os同位素。其中，兩個(gè)采樣點(diǎn)中的方輝橄欖巖都具有很虧損的187Os/188Os值(~0.114)，其Re虧損年齡高達(dá)22億年，表明它所繼承的古老虧損事件與最近Gakkel洋脊MORB的形成無(wú)關(guān)，即它們對(duì)于大洋中脊玄武巖的形成貢獻(xiàn)不大。
對(duì)比PS66-238和HLY0102-D70樣品的強(qiáng)親鐵元素(HSEs)組成表明海水蝕變作用對(duì)大洋橄欖巖中的Pd和Re有影響，而其它強(qiáng)親鐵元素保持穩(wěn)定。方輝橄欖巖具有分異的HSEs配分型式，表明HSEs在較低程度熔融時(shí)就可以發(fā)生分異。其原因可能是由于在熔融過(guò)程中硫化物熔體被硅酸巖熔體帶出橄欖巖，而并非反映硅酸巖熔體與熔融殘余之間的平衡化學(xué)分配。利用樣品推測(cè)出PUM的HSEs組成具有高于球粒隕石的Ru/Ir和Pd/Ir值。因此需要對(duì)后增薄層假說(shuō)作出一定的修改以用于解釋發(fā)生在地球早期的增生過(guò)程。
　　結(jié)合強(qiáng)親鐵元素和Re-Os同位素的研究結(jié)果，我們提出，大洋地幔在很小的范圍內(nèi)就存在很大的不均一性。虧損和飽滿的地幔域在軟洋圈中被機(jī)械地堆積在一起。洋中脊下方上涌的軟流圈地幔并不等同于嚴(yán)格意義上的MORB源區(qū)，后者僅限于前者中僅為飽滿的那一部分。虧損地幔(DMM)中還包含有虧損且難熔的古老區(qū)域，它們對(duì)的形成MORB的貢獻(xiàn)很小。通過(guò)MORB成分來(lái)推測(cè)DMM的成分因而往往會(huì)漏掉這些虧損難熔的組分。

　　關(guān)鍵詞：??大洋橄欖巖　Gakkel洋脊　北冰洋　大洋地?！e-Os同位素　　強(qiáng)親鐵元素　地幔不均一性　后增薄層假說(shuō)