低δ18O岩浆岩的成因

具有显著低于正常幔源岩浆δ18O值的岩浆岩是地球上比较罕见的一种岩石,其形成需要特殊的岩浆过程.虽然岩浆分异过程基本上不改变氧同位素组成,但水岩反应可以明显改变岩石的氧同位素组成,高温水岩反应会导致岩石的氧同位素组成显著降低,这得到了理论计算的支持.对黄石高原流纹岩和冰岛玄武岩这两个典型的低δ18O岩浆实例的长期研究发现,在地表遭受了高温热液蚀变的低δ18O岩石部分熔融或者被岩浆同化是形成低δ18O岩浆的重要机制,这通常通过裂谷构造带破火山口的垮塌来实现.塞舌尔和碾子山代表了结晶于低δ18O岩浆的花岗岩实例,其形成需要源区有亏损18O的地壳物质参与.大别-苏鲁造山带超高压变质岩亏损18O的幅度和这些亏损18O岩石的分布面积都非常令人瞩目.对这些超高压变质岩的原岩进行氧同位素研究,能够为其这些低δ18O岩石的成因提供有力的制约.目前已经在北淮阳花岗岩中报道了具有新元古代年龄和低δ18O值的锆石.研究显示,这些花岗岩可能经历了两次高温水岩反应,第一次导致了低18O岩浆的形成和低δ18O值锆石的结晶,第二次则进一步降低了其它矿物的δ18O值,导致了氧同位素不平衡.对这些低δ18O花岗岩的深入研究,特别是进行原位微区分析,不仅有助于我们深入认识低δ18O岩浆的形成机理,而且有助于进一步理解水岩反应中元素和同位素的地球化学行为.