太平洋Fe-Mn结壳He,Ne,Ar同位素特征与来源

？对太平洋海山Fe-Mn结壳最表层样品的稀有气体同位素丰度与组成测定发现,Fe-Mn结壳稀有气体存在如下特征:①He,Ar同位素丰度与组成存在明显的分组现象,分别命名为低3He/4He型和高3He/4He型;②低3He/4He型样品4He丰度高(平均为191×10-9cm3·STP·g-1),4He,20Ne和40Ar丰度变化范围大(分别为42.8×10-9~421×10-9,5.40×10-9~141×10-9和773×10-9~10976×10-9cm3·STP·g-1);高3He/4He型样品4He丰度低(平均为11.7×10-9cm3·STP·g-1),4He,20Ne和40Ar丰度变化范围小(分别为7.57×10-9~17.4×10-9,10.4×10-9~25.5×10-9和5354×10-9~9050×10-9cm3·STP·g-1);③低3He/4He型样品3He/4He比值(R/RA=2.04~2.92)远低于MORB值(R/RA=8±1),40Ar/36Ar比值(447~543)明显较大气值(295.5)高;高3He/4He型样品3He/4He比值(R/RA=10.4~12.0)略高于MORB值(R/RA=8±1),40Ar/36Ar比值(293~299)接近大气值;④所有样品的Ne同位素组成(20Ne/22Ne和21Ne/22Ne比值分别为10.3~10.9和0.02774~0.03039)与38Ar/36Ar比值(0.1886~0.1963)变化都很小,无明显分组,且与大气相应值(38Ar/36Ar,20Ne/22Ne,21Ne/22Ne比值分别为0.187,9.80和0.029)接近.样品的稀有气体组成与区域不均一性表明,稀有气体主要来自下地幔,低3He/4He型与高3He/4He型样品的稀有气体同位素组成分别类似于HIMU型和EM型富集地幔特征.具有HIMU型稀有气体同位素组成特征的低3He/4He型结壳产出于麦哲伦海山、马尔库斯-威克海岭、马绍尔海山链和中太平洋海山,具有EM型稀有气体同位素组成特征的高3He/4He型结壳产出于莱恩群岛海山链,可能暗示了麦哲伦海山、马尔库斯-威克海岭、马绍尔海山链和中太平洋海山起源于HIMU型下地幔源区,莱恩群岛海山链起源于EM型下地幔源区,这与海山基底玄武岩研究得到的结果相吻合.源区性质的差异是Fe-Mn结壳稀有气体明显分组的根本原因,地幔脱气作用使得样品的稀有气体核素丰度同步降低,而源区放射性成因核素的积累对Fe-Mn结壳稀有气体核素丰度和同位素比值的影响甚微.