黄金麻中的氢同位素成分
信息来源：互联网 更新时间：2012-10-5 查看：3491次
考虑到深位或幢源的氢将有相当一致的同位素成分，而可能与来自沉积源岩的氢不同，因此预料贝里代尔岩基的同位素成分可能提供S一型与I-型岩石的另一种区别。从许多天然含水矿物的分析和Suzuoki等(1976)的实验可知，氢同位素成分主要取决于八次配位阳离子的化学成分。本研究中所观察到的6D值的总变化是如此之大，以致它们不能用任何化学作用来解释。在所有的分析样品中，黑云母是普遍存在有角闪石的卜型岩石中最主要的含水矿物，白云母有时存在于S-型岩石中。共生的黑云母和角闪石常有极为相似的氢同位素成分。 从表I和2所列出的资料看出，卜型花岗岩
黄金麻类能C到完整的范围，即各个全岩样品从 -50到一120的bD值。与此明显地相反，s-型岩石的bD值只有很窄的区间。仅为一52到一79，只有少数数值分布在这个范围的极端。所有S-!岩石的平均bD为一62,偏离此值的平均偏差仅4%。这种一致性可用下述事实来解释，即所有的深成岩都有近似相同的年龄，因而在这个局部地理位置的源岩物质推测是在相似的沉积环境中形成的。根据几方面的证据，大多数同位素地球化学家将把一62士4的bD值看成是一种典型的深源水或岩浆水，但源岩物质是沉积成因的。大多数现代沉积矿物的bD值在一40到一80范围内((Savin等， 1970)，几乎与在s-型花岗岩黄金麻类中所看到的范围相等。十分清楚，世界上许多花岗岩黄金麻类岩石的bD值都在此范围内，表明其源岩物质含有大量的沉积组分。
1-型的各D值一般低于S-型。图4所示的每一深成岩的平均bD值表明，氢同位素成分提供了s-型与I--型岩石之间的区别，但远不如氧同位素成分清楚。在贝里代尔岩基当SD约低于一了。，肯定是I型。上面提到的拉马果花岗岩黄金麻，若根据化学成分和野外关系，其成因是不明确的，但在岩基中有最低的bD值，故用氧和氢同位素的标准都能清楚地说明它属I型。 分析了几个捕虏体，它们都一致地比其主岩富含10-20编的氛0考虑到下述各点这是最独特的观察结果:(1)在每一种情况下都有氖产生，(2)捕虏体和主岩中的含水矿物都相同，(3)捕虏体矿物看来与其主岩矿物在化学上和氧同位素上处于平衡状态，(4)氢同位素交换速率一般都十分迅速。很可能，较轻的氢当其被熔体同化时，可能通过扩散— 控制作用离开了捕虏体。
在图5中，花岗岩黄金麻类的aD值(不包括捕虏体的)对水含量作图。测定水含盆是对含水矿物的正常萃取过程的一部分。将矿物放在钥箔上称重，并放进铂增祸中在1500C的真空条件下除气，直到系统中的压力小于30'，托(毫米汞柱)为止(通常需2小时)。然后利用感应加热使矿物分解，所释放出的水与铀金属在8000C时反应以形成定量的Hs。用测压法测量 H:的数量，然后计算成结构水的百分数。这种程序为分析岩石或矿物中的结构水提供了一种最精确的方法。这种水的数量与原来存在于熔体中的水的数量之间的关系是有问题的，但这种数量至少是大致成比例的。
bD与水含量有相当好的关系，水越多，则氖越多。绿泥石化趋向于增加岩石的氛含量，这巳被这次试验所分析的蚀变不太强的样品所证实，然而，甚至这些样品也刚好比同一深成岩中未蚀变的样品重千分之几。本研究中所分析的大多数样品都是选择较新鲜的，因此在所看到的6D与水含是的关系上，蚀变算不上一个因素。在水的重量百分数较低时氛含量显著地下降。在H20低于0.4%时，SD 值超出了20汤的范围。在世界上最主要的岩基发展的某些方面，H. P. Taylor支持天然水与岩石的相互作用，因而他提出，如果这种相互作用在贝里代尔岩基中发生，则含水数量最少的那些岩石最容易测出。确实，在这些岩石中已发现最低的6D值。
贝里代尔岩基提供了研究巳知源岩物质的花岗岩黄金麻类岩石稳定同位素的独特机会。根据氧同位素成分可将贝里代尔岩基的S一型和I-型岩石明显分开。其卜型的平均b1so 是7.9到9.4, S-型是9.9到10.5。应用于岩石中的氧同位素的差别看来是最可靠的，而根据氢同位素成分的差别尚不精确，但bD值低于一80几乎肯定表示为I-型，而S-型的平均bD值则密集在一62附近。
以前的作者应用氧同位素测量值来区别花岗岩黄金麻物质的成因，但却援引了与围岩的交换作用来解释他们的结果((Shieh等，1974，等)。在贝里代尔岩基，我们认为氧同位素成分是部分熔融形成花岗岩黄金麻类的源区物质的残余。贝里代尔地区的深成岩相互侵入，且还保留有许多他们源区物质的特征，而未与其所侵入的岩石发生显著的交换。同位素结果与化学成分及全部地质控制因素协调一致。
异常高的△Q值和bD与水含量的关系这两方面的观察结果都表明，在此岩基发展的早期可能曾与较轻的流体(推测为天然水)发生过相互作用。贝里代尔在430百万年以前大约位于南纬220。如果当时全球天然水类型与现在相似，则在这个纬度上的岩石中，现在已被测定的天然水将肯定是足够轻的。由于其测定仍有疑问，故这种相互作用并不广泛。但这种相互作用与在其他地区所发现的相互作用是一致的，因而提供了最合理的解释资料。
