上层地幔的动态是由沿印度东南部山脊的同位素变化揭示的
D W Graham1, J E Lupton, F J Spera
1College of Oceanic & Atmospheric Sciences, Oregon State University, Corvallis 97331, USA. dgraham@oce.orst.edu
火性岩石中的同位素变化揭示了地幔混合. 来自印度东南部山脊的新数据显示了与150公里和400公里尺度的二级地幔对流相关的结构.
科学领域:
- 地质化学 地质化学
- 地质物理学 地质物理学
- 地球科学 地球科学 地球科学
背景情况:
- 火性岩石中的同位素变化 (3He/4He) 追踪地幔异质性和对流.
- 海洋岛基岩 (OIBs) 显示高3He/4He,表明深层地幔来源,而中海洋基岩 (MORBs) 则具有较低,均的比率,表明混合的上层地幔.
- 了解沿中洋山脊的细度3He/4He变化是将地球化学细分与地幔对流动力学联系起来的关键.
研究的目的:
- 为了研究沿印度东南部山脊的细度同位素变化.
- 开发一种定量方法,将地表地化学和地物理数据与地幔过程联系起来.
- 阐明地幔异质性,对流和地化学细分在中洋山脊之间的关系.
主要方法:
- 在MORB玻璃中分析同位素比率 (3He/4He),这些玻璃是在印度东南部山脊的5800公里处收集的.
- 对空间地质化学数据应用点对点相关性分析.
- 将同位素数据与地球物理参数集成,以推断地幔结构.
主要成果:
- 在沿着山脊的约150公里和400公里长度尺度上确定了不同的同位素结构.
- 证明了空间同位素变化与底层地幔结构之间的定量相关性.
- 观察到的模式表明,这些结构与地球地幔中的二次对流之间存在联系.
结论:
- 在MORB中微小的同位素变化提供了对地幔异质性和对流的关键见解.
- 地化学细分的确定长度尺度与二级地幔对流过程相关.
- 这项研究推动了我们对地幔对流如何创造和维持同位素异质性的理解.
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