2025年大學(xué)《地球化學(xué)》專業(yè)題庫——地球化學(xué)在巖石圈構(gòu)造研究中的意義考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述地幔同位素（如1?O/1?O,δ13C,εNd,εHf）在區(qū)分不同板塊構(gòu)造環(huán)境（如島弧、陸緣弧、板內(nèi)、被動邊緣）中的作用及其基本原理。二、闡述微量元素（如Rb,Sr,Ba,Ta,Nb,Zr,Hf,Ti）在指示巖漿來源深度、判別構(gòu)造環(huán)境方面的應(yīng)用依據(jù)。請分別說明如何利用這些元素或元素比值組合來區(qū)分俯沖帶、碰撞帶和板內(nèi)環(huán)境。三、描述利用Sm-Nd和Rb-Sr同位素體系研究造山帶演化歷史的基本思路。說明如何通過分析不同構(gòu)造階段（如碰撞早期、碰撞晚期、造山后）巖漿巖的等時線年齡和同位素組成，推斷造山帶的抬升、剝露和變質(zhì)改造過程。四、解釋地幔巖（如橄欖巖）的地球化學(xué)特征（如微量元素模式、稀土元素配分、同位素組成）如何反映地幔源區(qū)的不同成因（如地幔柱、板片邊緣、巖石圈地幔部分熔融等）。請結(jié)合具體元素或同位素體系進(jìn)行說明。五、討論流體（如俯沖流體、地幔楔流體、熔體）在巖石圈構(gòu)造演化中的作用，并說明如何利用地球化學(xué)指標(biāo)（穩(wěn)定同位素、微量元素、主量元素）來識別和追蹤這些流體的活動及其對圍巖的影響。六、以洋中脊或大陸裂谷為例，說明巖漿巖的地球化學(xué)特征（包括其組成、年齡、空間分布等）如何記錄了巖石圈伸展減薄的進(jìn)程和機(jī)制。七、論述火山巖地球化學(xué)成分（如SiO?含量、堿質(zhì)、微量元素組合）在識別俯沖帶不同構(gòu)造階段（如島弧、陸緣弧、弧后盆地）以及判斷俯沖板片性質(zhì)（如硅鋁質(zhì)板片、硅鎂質(zhì)板片）方面的指示意義。八、說明如何利用地殼巖石（如花崗巖）的地球化學(xué)數(shù)據(jù)（如Sr-Nd同位素、稀有地球元素、高場強(qiáng)元素）來探討造山帶后碰撞地殼的增生、改造和演化過程。九、比較板塊俯沖和板內(nèi)巖漿活動在地球化學(xué)特征（如巖漿成分、同位素組成、微量元素蛛網(wǎng)圖）上的主要差異，并分析造成這些差異的可能原因。十、結(jié)合一個具體的地質(zhì)實例（如某著名造山帶或巖漿?。?，闡述如何綜合運(yùn)用多種地球化學(xué)方法（同位素、元素、礦物地球化學(xué)）來重建該地區(qū)的構(gòu)造演化和巖石圈動力學(xué)過程。試卷答案一、地幔同位素在區(qū)分不同板塊構(gòu)造環(huán)境中的作用基于它們對源區(qū)物質(zhì)組成和巖漿演化路徑的敏感反映。不同構(gòu)造環(huán)境對應(yīng)著不同的地幔源區(qū)或經(jīng)歷了不同的物質(zhì)交換過程，導(dǎo)致其同位素組成存在系統(tǒng)性的差異。*1?O/1?O:氧同位素分餾主要受溫度和水的參與程度控制。島弧和板內(nèi)巖漿通常顯示較高的1?O/1?O值，反映了與俯沖板片（富水）或地幔楔中含水礦物相互作用導(dǎo)致的水-巖反應(yīng)。陸緣弧和被動邊緣巖漿的1?O/1?O值通常較低，更接近地幔值，水的影響相對較弱。*δ13C:碳同位素組成受有機(jī)質(zhì)分解、生物作用以及碳酸鹽分解和沉淀等過程影響。島弧和板內(nèi)巖漿常顯示虧損的δ13C值（相對于地幔值），可能與俯沖過程中有機(jī)碳的消耗或深部地幔中碳酸鹽的低豐度有關(guān)。陸緣弧巖漿的δ13C值變化較大，可能反映了不同來源物質(zhì)（如地幔、富集地殼）的貢獻(xiàn)。*εNd:鈾-釹系同位素定年結(jié)合Nd虧損地幔模式，是示蹤地幔源區(qū)的重要工具。板內(nèi)巖漿通常具有高εNd(t)值，指示其源區(qū)為均一化程度高的虧損地幔。島弧巖漿的εNd(t)值通常較低（甚至為負(fù)值），表明其源區(qū)混入了富集地殼物質(zhì)或經(jīng)歷了地幔的部分熔融。陸緣弧巖漿的εNd(t)值介于兩者之間或更低，反映了地幔楔與富集地殼物質(zhì)的復(fù)雜混合。*εHf:鈾-鉛系同位素定年結(jié)合Hf虧損地幔模式，主要用于示蹤地幔源區(qū)并區(qū)分球粒隕石成分。板內(nèi)巖漿通常具有高εHf(t)值。島弧和陸緣弧巖漿的εHf(t)值通常較低或為負(fù)值，表明其源區(qū)經(jīng)歷了地殼物質(zhì)的重熔或與富集地幔相互作用，消耗了球粒隕石成分。二、微量元素在指示巖漿來源深度和判別構(gòu)造環(huán)境方面的應(yīng)用依據(jù)在于不同深度和來源的巖漿在分異演化過程中對微量元素的分配行為不同，且不同構(gòu)造環(huán)境控制了源區(qū)的性質(zhì)和巖漿演化的具體路徑。*指示來源深度:*高場強(qiáng)元素(HFSE)如Ta,Nb,Zr,Hf,Ti:在地幔中通常呈高度不相容，主要富集在殘留地?；虻蒯Ｐ敳俊FSE含量越高，通常指示巖漿源區(qū)越接近地幔頂部或經(jīng)歷了更強(qiáng)烈的部分熔融。在板內(nèi)環(huán)境，洋中脊玄武巖（MORB）通常具有低HFSE含量，反映其源區(qū)為均一化地幔。而板內(nèi)玄武質(zhì)巖漿（IAB）或堿性玄武巖則具有更高的HFSE含量，表明其源區(qū)混入了富集地?；蚪?jīng)歷了更高級別的部分熔融。*親石元素如Rb,K,Ba,Cs:這些元素在巖漿演化過程中通常表現(xiàn)相對相容或具有較復(fù)雜的行為。例如，Rb/Sr比值和K/Rb比值常用于構(gòu)造環(huán)境判別，但它們也受到源區(qū)物質(zhì)成分和巖漿分異程度的影響。高Rb/Sr可能指示富鉀的源區(qū)或后期鉀交代作用。*判別構(gòu)造環(huán)境:*俯沖帶(島弧/陸緣弧):俯沖板片攜帶的水和sediments進(jìn)入地幔楔，發(fā)生脫水作用，導(dǎo)致地幔楔交代富集（形成流體富集地幔），并觸發(fā)部分熔融。這產(chǎn)生的巖漿通常具有高SiO?、高K?O、高Rb、高Ba、高LILE（大離子親石元素，如K,Rb,Cs,Ba,Sr）、低Ti、低Y、低Nb/Ta的特征，并常顯示強(qiáng)烈的Eu負(fù)異常（由于斜長石分離結(jié)晶）。微量元素蛛網(wǎng)圖常顯示向右上方（LILE富集，HFSE虧損）演化。*碰撞帶:碰撞造山帶產(chǎn)生大量陸殼物質(zhì)，這些物質(zhì)被地幔物質(zhì)（地幔楔或地幔柱）部分熔融，形成花崗質(zhì)巖漿。這類巖漿通常具有高SiO?、高Al?O?、高K?O、高Rb、高Ba、高Th、高U，低Na?O、低CaO、低MgO、低FeO的特征，顯示板內(nèi)或造山帶花崗巖的地球化學(xué)特征。*板內(nèi)環(huán)境(裂谷/熱點):板內(nèi)巖漿通常被認(rèn)為起源于巖石圈地幔的部分熔融。其特征取決于源區(qū)的具體成分和熔融程度。MORB源區(qū)產(chǎn)生的巖漿（如MORB）通常具有低K?O、低Rb、低Ba、低LILE、低HFSE、高Ti/Y比值、具有平坦或輕微右傾的微量元素譜。板內(nèi)堿性玄武巖可能顯示更高的K?O和LILE含量，暗示源區(qū)與地幔柱活動或地幔不均一性有關(guān)。三、利用Sm-Nd和Rb-Sr同位素體系研究造山帶演化歷史的基本思路是利用這兩個體系具有不同的封閉溫度和地球化學(xué)行為，來區(qū)分造山帶不同構(gòu)造階段（如碰撞早期、碰撞晚期、造山后）的巖漿活動事件和變質(zhì)作用。*Sm-Nd體系:由于Sm和Nd在巖漿演化過程中行為相對相容，且Sm的封閉溫度（>700-900°C）通常高于Nd（約250-400°C），Sm-Nd體系對高溫的變質(zhì)作用和早期巖漿事件的記錄更為敏感。通過分析不同階段形成的代表性巖石（如碰撞早期的中-酸性巖漿巖、碰撞晚期的造山帶雜巖、造山后的花崗巖）的(??Sm/??Nd)初始比值和εNd(t)值，可以識別不同階段的巖漿來源和變質(zhì)事件。例如，碰撞早期可能形成高εNd(t)的巖漿，指示地幔參與；碰撞晚期可能形成低εNd(t)的巖漿，指示地殼物質(zhì)混入；造山后花崗巖的εNd(t)值則反映了地殼重熔的細(xì)節(jié)。*Rb-Sr體系:Rb是LILE，容易在巖漿演化過程中發(fā)生分異，而Sr是極難相容的元素，其行為受溫度和礦物平衡控制。Rb-Sr體系的封閉溫度相對較低（~150-350°C），主要記錄中低溫巖漿活動（如花崗巖漿）和變質(zhì)作用。通過測定不同階段的代表性巖石（如不同時代的花崗巖）的(??Rb/??Sr)初始比值和1??Sm/1??Nd（或等時線年齡），可以繪制Rb-Sr等時線。不同構(gòu)造階段形成的巖漿巖會形成不同的等時線年齡，或者同一套巖石在不同階段的年齡會疊加。通過分析等時線年齡組合和同位素組成變化，可以重建造山帶的抬升、剝露、變質(zhì)改造和花崗巖化過程。例如，可以識別出不同時期的造山帶花崗巖事件，并將其與特定的構(gòu)造環(huán)境聯(lián)系起來。四、地幔巖（如橄欖巖）的地球化學(xué)特征反映了其源區(qū)的不同成因，這些特征可以作為示蹤劑來區(qū)分地幔柱、板片邊緣、巖石圈地幔部分熔融等不同過程。*地幔柱:地幔柱通常起源于更深部的地幔，攜帶低度的部分熔融產(chǎn)物（地幔熔體）向上運(yùn)移。其源區(qū)通常被認(rèn)為是高度均一化和虧損的地幔，因此地幔柱相關(guān)的巖漿或殘留地幔巖（如輝石巖、榴輝巖）通常具有非常高的εNd(t)和εHf(t)值（>+10），表明其源區(qū)接近球粒隕石成分，且未受到顯著的地殼物質(zhì)污染。微量元素方面，通常具有低Ti/Y比值（反映低鈦檄欖巖特征），低Al?O?/FeO比值，以及相對平坦或輕微右傾的微量元素蛛網(wǎng)圖（指示與富集地幔或HIMU來源的混合程度較低）。某些地幔柱巖漿可能富集某些LILE或HFSE，這取決于柱體穿過的地幔層次和與周圍地幔的混合程度。*板片邊緣(俯沖板片/轉(zhuǎn)換斷層):在俯沖帶，板片（特別是硅鋁質(zhì)板片）攜帶的水和sediments進(jìn)入地幔楔，導(dǎo)致地幔楔交代富集，形成流體富集地幔（FDM）。FDM具有高LILE、高Ba、高Th、高U、低Ti、低Y、低Nb/Ta的特征，并常顯示強(qiáng)烈的Eu負(fù)異常。由FDM產(chǎn)生的巖漿通常繼承這些特征，即高LILE、高Ba、低Ti、低Y、Eu負(fù)異常，并可能具有相對較低的εNd(t)和εHf(t)值（取決于混合比例）。板片邊緣的巖漿還可能受到板片本身分解產(chǎn)生的熔體的影響。*巖石圈地幔部分熔融:巖石圈地幔的部分熔融可以產(chǎn)生不同成分的巖漿，其特征取決于源區(qū)的具體成分（地幔柱成因、板片成因、原始地幔不均一性等）和熔融程度。如果源區(qū)是均一化的虧損地幔，則部分熔融產(chǎn)生的巖漿（如MORB）通常具有相對較低的LILE/HFSE比值，較高的Ti/Y比值（反映高鈦檄欖巖特征），較低的Al?O?/FeO比值，以及相對平坦或左傾的微量元素蛛網(wǎng)圖。如果源區(qū)混入了富集地?；虻貧の镔|(zhì)，則巖漿成分會相應(yīng)地向右上方偏移，顯示更高的LILE、Ba、Th、U含量。五、流體（如俯沖流體、地幔楔流體、熔體）在巖石圈構(gòu)造演化中扮演著關(guān)鍵角色，它們作為重要的搬運(yùn)介質(zhì)和反應(yīng)物，顯著影響著巖漿成分、變質(zhì)作用和構(gòu)造變形。地球化學(xué)指標(biāo)可以用來識別和追蹤這些流體的活動及其影響。*識別和追蹤流體活動:*穩(wěn)定同位素:流體（尤其是水）的同位素組成（如δD,δ1?O,δ13C,δ1?N）與其來源和演化歷史密切相關(guān)。例如，俯沖流體通常具有較低的δD和δ1?O值（相對于地?；虼髿馑?，反映了與冷的海水或板片表面水的交換。地幔楔流體可以繼承俯沖流體的特征，或發(fā)生進(jìn)一步分餾。流體活動會改變巖石的同位素組成，通過測定巖石（特別是捕獲相如磷灰石、榍石）中的流體包裹體或直接測定巖石本身的同位素組成，可以推斷流體的來源、活動時間和性質(zhì)。*微量元素:流體對礦物相的選擇性溶解和沉淀可以導(dǎo)致巖石成分發(fā)生顯著變化。富含LILE、K,Rb,Ba,Sr,Cs,Th,U的流體傾向于溶解斜長石、角閃石等硅酸鹽礦物，并將其搬運(yùn)到其他地方或富集成礦。流體也傾向于萃取和富集某些HFSE（如Nb,Ta,Ti,Zr,Hf）。因此，巖石中微量元素的異常富集或虧損，特別是那些在流體-巖石反應(yīng)中高度不相容的元素，可以作為流體活動的指示。例如，巖漿巖中異常高的Ba/Sr,Rb/Sr,K/Rb比值，或強(qiáng)烈的Eu負(fù)異常，通常與富鉀流體（如俯沖流體）的參與有關(guān)。流體活動還會導(dǎo)致礦物相的變化（如角閃石溶解，形成含鈧鐵礦、鈦鐵礦等）。*主量元素:流體活動通常伴隨著礦物成分的變化，導(dǎo)致巖石主量元素比例的改變。例如，強(qiáng)烈的流體交代會導(dǎo)致巖石堿質(zhì)（K?O,Na?O）含量升高，而CaO,MgO,FeO,Al?O?含量可能降低。巖石的硅鋁指數(shù)（如SiO?/TiO?,Na?O/K?O）等也可以反映流體的性質(zhì)和活動程度。*流體的影響:*巖漿作用:流體可以降低巖漿的熔點，促進(jìn)部分熔融；作為搬運(yùn)相，將深部物質(zhì)帶到淺部形成巖漿混合；通過溶解和萃取，改變巖漿成分，影響巖漿分異和成礦作用。流體-巖漿相互作用是理解巖漿演化和成礦作用的關(guān)鍵。*變質(zhì)作用:流體是許多區(qū)域變質(zhì)作用和接觸變質(zhì)作用的主要反應(yīng)介質(zhì)。流體可以溶解原生礦物，沉淀新的變質(zhì)礦物，改變巖石的礦物組成、化學(xué)成分和同位素組成。流體的性質(zhì)（如pH,Eh,礦物組成）決定了變質(zhì)反應(yīng)的類型和程度。*構(gòu)造作用:流體可以在巖石圈中積聚，降低有效應(yīng)力，促進(jìn)斷層滑動和脆性變形（流體增壓）。流體也可以導(dǎo)致巖石的弱化，促進(jìn)節(jié)理和劈理的發(fā)育。六、以洋中脊或大陸裂谷為例，巖漿巖的地球化學(xué)特征（包括其組成、年齡、空間分布等）可以有效地記錄了巖石圈伸展減薄的進(jìn)程和機(jī)制。*洋中脊:*巖漿成分:洋中脊巖漿主要由洋中脊玄武巖（MORB）組成，其特征是低SiO?（45-52wt%）、高M(jìn)gO、低K?O、低TiO?、低Al?O?，具有高Na?O/K?O比值，屬于鎂鐵質(zhì)巖石。微量元素方面，MORB通常具有低Rb,Ba,K,Th,U等LILE含量，低Nb,Ta,Ti等HFSE含量，高Ti/Y比值（約3-5），以及相對平坦或輕微右傾的微量元素蛛網(wǎng)圖。這些特征反映了其來源于均一化程度高的、虧損的地幔楔頂部部分熔融。隨著離洋中脊距離的增加，巖漿成分會發(fā)生分異演化，形成低鎂玄武巖（LMORB）和高鋁玄武巖（HAB），其SiO?含量增加，MgO含量降低，LILE和HFSE含量相對升高。*年齡:洋中脊巖漿具有非常年輕的地球化學(xué)年齡（接近零年齡），這直接反映了洋中脊是巖石圈持續(xù)伸展和部分熔融的構(gòu)造活動場所。*空間分布:洋中脊巖漿沿洋中脊軸線呈線性分布，形成巨大的水下山脈。巖漿的成分和同位素組成沿脊軸方向可能存在微小變化，這與地幔柱的動態(tài)變化和巖石圈伸展速率有關(guān)。巖墻群和巖床的空間分布也反映了巖漿運(yùn)移和噴發(fā)的模式。*記錄的機(jī)制:MORB的均一成分和低年齡表明其直接來源于伸展過程中巖石圈地幔的部分熔融。其空間分布和成分沿脊軸的變化反映了地幔柱的加熱和熔融過程與巖石圈的同步伸展。高溫、低粘度的玄武質(zhì)巖漿能夠有效地填充巖石圈斷裂，形成洋中脊。*大陸裂谷:*巖漿成分:大陸裂谷巖漿成分變化范圍更廣，可以包括玄武巖、安山巖、甚至花崗巖。其成分通常顯示比MORB更高的硅鋁度（更高的SiO?,Al?O?,K?O），可能具有更高的Rb,Ba,K,Th等LILE含量，以及不同的HFSE特征。這反映了裂谷環(huán)境下的巖漿源區(qū)可能更為復(fù)雜，可能涉及到地幔楔與地殼物質(zhì)的混合、地殼部分熔融，或者地幔柱活動的貢獻(xiàn)。玄武質(zhì)巖漿可能來源于巖石圈地幔的部分熔融，或者地幔楔與地殼的混合。更酸性（安山巖、花崗巖）的巖漿則主要來源于地殼的部分熔融或巖漿與地殼物質(zhì)的混合。*年齡:大陸裂谷巖漿的年齡范圍通常比洋中脊寬，從接近零年齡到數(shù)千萬年不等。年輕巖漿通常與裂谷擴(kuò)張的活躍階段相關(guān)，而較老巖漿可能代表了裂谷演化晚期的地殼增生或冷卻過程。*空間分布:巖漿活動通常沿著裂谷帶呈線性分布，形成裂谷盆地和地壘-地塹構(gòu)造。巖漿的分布與裂谷的幾何形態(tài)和伸展構(gòu)造密切相關(guān)。巖墻群、巖床和次火山巖體的空間展布記錄了巖漿的運(yùn)移路徑和噴發(fā)歷史。*記錄的機(jī)制:大陸裂谷的巖漿活動記錄了巖石圈從伸展加載到拉伸垮塌的完整過程。玄武質(zhì)巖漿記錄了巖石圈地幔的部分熔融，這與上地幔的熱異常和巖石圈減薄有關(guān)。酸度更高的巖漿則記錄了地殼的變形、斷裂和部分熔融。巖漿活動的空間分布和時代演化與裂谷盆地的沉降、沉積物的堆積以及斷裂系統(tǒng)的活動同步。七、火山巖地球化學(xué)成分（如SiO?含量、堿質(zhì)、微量元素組合）在識別俯沖帶不同構(gòu)造階段（如島弧、陸緣弧、弧后盆地）以及判斷俯沖板片性質(zhì)（如硅鋁質(zhì)板片、硅鎂質(zhì)板片）方面具有重要的指示意義。*識別構(gòu)造階段:*島弧(Oceanic-Oceanic):通常形成鉆堿性火山巖系列，其特征是高SiO?（>60wt%）、高堿質(zhì)（高K?O,Na?O）、高Ti/Y比值（>3）、低P?O?、富集LILE（如K,Rb,Ba,Th,U）和某些HFSE（如Nb,Ta），強(qiáng)烈虧損Nb,Ta,Ti,P,Zr,Hf?；鹕綆r系列通常包括玄武巖、安山巖、英安巖、流紋巖。高堿質(zhì)和高K?O通常指示俯沖板片（特別是硅鋁質(zhì)板片）帶來的流體和板片摩擦生熱對地幔楔的交代作用。*陸緣弧(Oceanic-Continental):火山巖系列通常也表現(xiàn)為鉆堿性，但相比島弧，其成分可能更復(fù)雜，SiO?范圍更廣，堿質(zhì)和K?O含量可能更高，有時顯示更強(qiáng)的板內(nèi)花崗巖系列特征。這反映了除了俯沖板片的影響外，還疊加了來自俯沖陸殼物質(zhì)的混入。HFSE和LILE的富集程度可能更高，特別是如果俯沖陸殼是富集的。*弧后盆地/板內(nèi)火山活動:隨著俯沖板塊的回撤，弧后地區(qū)的構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，巖漿活動也相應(yīng)轉(zhuǎn)變。巖漿成分可能變得相對拉斑玄武質(zhì)（低SiO?,低堿質(zhì),低K?O），類似于MORB，但通常具有更高的Al?O?和TiO?。這反映了地幔楔在俯沖板塊撤回后可能再次與地幔柱或原始地幔發(fā)生聯(lián)系。微量元素組合也可能發(fā)生變化，例如HFSE含量降低。*判斷俯沖板片性質(zhì):*硅鋁質(zhì)板片(SilicateSlab):富含硅鋁的板片（如大陸地殼或古老、富硅的島弧地殼）俯沖時，會攜帶大量的水、泥質(zhì)沉積物以及硅鋁質(zhì)成分進(jìn)入地幔楔。這導(dǎo)致地幔楔強(qiáng)烈交代富集，形成流體富集地幔（FDM）。FDM產(chǎn)生的巖漿傾向于富集LILE、Ba、K、Rb，并導(dǎo)致強(qiáng)烈的Eu負(fù)異常（由于斜長石優(yōu)先分離結(jié)晶或溶解），以及相對較低的Ti/Y比值。因此，由硅鋁質(zhì)板片俯沖主導(dǎo)的島弧或陸緣弧火山巖通常具有高K?O/Na?O比值、高Ba/Th比值、強(qiáng)烈的Eu負(fù)異常和高LILE/HFSE比值。*硅鎂質(zhì)板片(MantleSlab):主要由地幔組成的板片俯沖時，攜帶的水分雖然也重要，但帶入地幔楔的硅鋁質(zhì)成分較少。這可能導(dǎo)致地幔楔的交代程度相對較低，形成的巖漿成分也相應(yīng)地可能更接近地幔來源，或者富集程度較低。由硅鎂質(zhì)板片俯沖主導(dǎo)的火山巖可能具有相對較低的堿質(zhì)、K?O含量，Eu異?？赡懿幻黠@或較弱，Ti/Y比值可能相對較高（取決于具體源區(qū)特征）。八、利用地殼巖石（如花崗巖）的地球化學(xué)數(shù)據(jù)（如Sr-Nd同位素、稀有地球元素、高場強(qiáng)元素）來探討造山帶后碰撞地殼的增生、改造和演化過程，主要通過分析不同時期、不同成因的花崗巖漿的地球化學(xué)特征及其時空分布。*地殼增生:*同位素:后碰撞階段早期形成的花崗巖漿主要來源于地殼物質(zhì)的部分熔融，特別是來自俯沖板片帶來的沉積物和部分熔融的陸殼物質(zhì)。這些巖漿通常具有較低的εNd(t)和εHf(t)值（相對于地幔值），指示其源區(qū)富含地殼成分。通過分析不同花崗巖體的同位素組成，可以追蹤地殼物質(zhì)來源的變化，識別不同來源地殼的混合或疊加。*元素:后碰撞花崗巖通常具有高SiO?、高Al?O?、高K?O、高Rb、高Ba、高Th、高U的特征，顯示板內(nèi)或造山帶花崗巖的特征。通過分析微量元素（如Rb/Sr,Ba/Sr,Th/Y,U/Y）比值和蛛網(wǎng)圖，可以區(qū)分不同成因的花崗巖漿（如地殼熔融、地幔-地殼混合、巖漿分異）。例如，高Rb/Sr比值和強(qiáng)Eu負(fù)異常通常指示富鉀地殼熔融。*地殼改造:*同位素:后碰撞階段晚期或造山后階段，地殼可能經(jīng)歷再次的抬升、剝露和變質(zhì)作用，或者受到地幔流體/巖漿的改造。這些過程會導(dǎo)致巖石的同位素組成發(fā)生變化。例如，地幔流體/巖漿的混入會使花崗巖的εNd(t)和εHf(t)值升高；高溫變質(zhì)作用也可能改變礦物間的同位素分餾，影響整體巖石的同位素組成。通過對比不同階段花崗巖的同位素演化，可以識別地殼改造事件。*元素:后碰撞階段的花崗巖漿活動可能更加復(fù)雜，可以包括地幔來源的巖漿對地殼的注入和改造，或者地殼物質(zhì)在高溫下發(fā)生部分熔融和流體交代。這些過程會改變花崗巖的元素組成。例如，地幔來源的巖漿注入可能導(dǎo)致花崗巖中某些HFSE、LILE含量升高，或者出現(xiàn)某些指示地幔特征的元素組合。流體交代則可能導(dǎo)致元素在礦物間的重新分配，形成特定的礦物組合和元素異常。*地殼演化:*綜合分析:通過系統(tǒng)收集造山帶后碰撞不同時期、不同空間位置的花崗巖的地球化學(xué)數(shù)據(jù)（包括主量、微量元素、同位素），可以構(gòu)建地殼演化的模型。例如，可以識別出地殼增生的不同階段和來源，地殼改造的主要事件和機(jī)制，以及最終地殼的成分和結(jié)構(gòu)特征。這些信息對于理解造山帶的長期演化、礦床形成和資源勘探具有重要意義。九、比較板塊俯沖和板內(nèi)巖漿活動在地球化學(xué)特征上的主要差異，并分析造成這些差異的原因。*主要差異:*成分:*板塊俯沖:俯沖板片（特別是富水、泥質(zhì)的硅鋁質(zhì)板片）攜帶的水分進(jìn)入地幔楔，導(dǎo)致地幔楔交代富集，形成流體富集地幔（FDM）。FDM部分熔融產(chǎn)生的巖漿（如島弧、陸緣弧巖漿）通常具有高SiO?、高堿質(zhì)（K,Rb,Ba）、高LILE、低Ti/Y比值、強(qiáng)烈的Eu負(fù)異常、富集Ba,Th,U,Nb,Ta之外的部分HFSE。巖漿系列通常為鉆堿性。如果俯沖板片是硅鎂質(zhì)，則巖漿成分可能更接近玄武質(zhì)，但仍然可能富集某些LILE和顯示Eu負(fù)異常。*板內(nèi)巖漿活動:板內(nèi)巖漿的成分變化范圍很大。板內(nèi)玄武巖（如MORB）來源于均一化虧損地幔的部分熔融，具有低SiO?、高M(jìn)gO、低堿質(zhì)、低K?O、低Ti/Y比值、平坦微量元素蛛網(wǎng)圖。板內(nèi)堿性玄武巖可能來源于地幔柱或地幔不均一性，具有高堿質(zhì)、低Ti/Y比值，但LILE/HFSE比值可能介于MORB和俯沖相關(guān)巖漿之間。板內(nèi)花崗巖漿來源于地殼部分熔融或地幔-地殼混合，具有高SiO?、高Al?O?、高堿質(zhì)（但可能低于俯沖相關(guān)巖漿）、高Rb,Ba,K,Th,U。*同位素:*板塊俯沖:俯沖相關(guān)的巖漿通常具有較低的εNd(t)和εHf(t)值（指示地殼或富集地幔貢獻(xiàn)），或者由于流體交代導(dǎo)致同位素分餾發(fā)生變化。δ1?O值通常較高（反映與含水板片/流體的作用）。*板內(nèi)巖漿活動:板內(nèi)玄武巖具有高εNd(t)和高εHf(t)值（指示均一化虧損地幔來源）。板內(nèi)堿性玄武巖和花崗巖的同位素組成取決于具體源區(qū)，可能介于MORB和板內(nèi)玄武巖之間或更接近地殼值。*原因分析:*板塊俯沖:俯沖是板塊構(gòu)造的核心過程之一，涉及到冷、濕的板塊向下俯沖進(jìn)入地幔。這個過程是板片攜帶水、沉積物以及板片自身物質(zhì)進(jìn)入地幔的關(guān)鍵途徑。水在俯沖過程中逐漸釋放，進(jìn)入地幔楔，極大地降低了地幔巖石的熔點，促進(jìn)了部分熔融，并導(dǎo)致地幔楔交代富集（形成FDM）。FDM與地幔楔的混合以及后續(xù)的部分熔融，產(chǎn)生了具有特殊地球化學(xué)特征的俯沖相關(guān)巖漿。同時，俯沖板片帶來的沉積物（富含生物碳、泥質(zhì)元素）也會影響地幔楔的化學(xué)成分。*板內(nèi)巖漿活動:板內(nèi)巖漿活動的原因更為多樣，主要與巖石圈深部過程相關(guān)：*地幔柱活動:地幔柱是地幔中熱物質(zhì)向上運(yùn)移形成的柱狀體，其高溫可以引發(fā)地幔的部分熔融，形成板內(nèi)玄武質(zhì)或堿性玄武質(zhì)巖漿。*巖石圈不均一性:地幔并非均一，存在著成分上的差異。當(dāng)巖石圈伸展或應(yīng)力變化時，這些不均一的地幔塊體可能被加熱或發(fā)生部分熔融。*巖石圈伸展與減薄:在板內(nèi)伸展區(qū)，巖石圈減薄導(dǎo)致地幔暴露，可能引發(fā)部分熔融。*地殼過程:板內(nèi)也可以發(fā)生地殼的部分熔融，形成花崗巖漿，其成分受區(qū)域地殼成分和熱狀態(tài)控制。*總結(jié):板塊俯沖提供了板片物質(zhì)（特別是水）進(jìn)入地幔并引發(fā)大規(guī)模交代和部分熔融的主要機(jī)制，導(dǎo)致了俯沖相關(guān)巖漿獨特的地球化學(xué)特征（高堿質(zhì)、高LILE富集、低Ti/Y、Eu負(fù)異常等）。而板內(nèi)巖漿活動則更多地反映了地幔內(nèi)部的熱點、不均一性以及巖石圈的伸展、冷卻等深部過程，其成分和成因更為多樣化。十、結(jié)合一個具體的地質(zhì)實例（如某著名造山帶或巖漿?。U述如何綜合運(yùn)用多種地球化學(xué)方法（同位素、元素、礦物地球化學(xué)）來重建該地區(qū)的構(gòu)造演化和巖石圈動力學(xué)過程。以南阿爾卑斯造山帶為例：南阿爾卑斯造山帶是歐亞板塊與非洲板塊碰撞形成的典型造山帶，經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化。地球化學(xué)方法在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。*同位素地球化學(xué):*Sm-Nd和Rb-Sr同位素系統(tǒng):通過測定不同時代、不同巖性的巖石（如蛇綠巖、洋殼殘片、榴輝巖、藍(lán)片巖、碰撞期花崗巖、造山后花崗巖）的(??Sm/??Nd)初始比值和εNd(t)值，可以區(qū)分不同構(gòu)造階段的地幔源區(qū)。*蛇綠巖和洋殼殘片通常具有高εNd(t)值（>+10），指示其來源于均一化虧損地幔，代表了碰撞前的洋中脊和洋盆地幔。*榴輝巖和藍(lán)片巖的同位素組成可以提供俯沖板片進(jìn)入地幔楔的信息。*碰撞期花崗巖的εNd(t)值變化較大，低值可能指示地殼物質(zhì)混入，高值可能指示地幔參與。通過繪制等時線年齡，可以確定不同構(gòu)造階段（如碰撞早期、碰撞晚期）的巖漿活動時間。*Pb-Pb同位素系統(tǒng):特別是使用鉛同位素模式年齡（如1??Th/23?U年齡）和等時線年齡，可以更精確地確定洋殼和俯沖板片的年齡，從而約束板塊碰撞的時間框架。*Hf同位素系統(tǒng)(εHf):類似于Sm-Nd和Rb-Sr，可以用于示蹤地幔源區(qū)，區(qū)分板片來源和地幔來源的巖漿。*元素地球化學(xué):*主量元素:分析不同階段巖石的主量元素（如SiO?,Al?O?,CaO,MgO,K?O,Na?O）的變化，可以識別巖漿分異序列、判斷巖漿源區(qū)成分（如利用MgO,CaO判斷俯沖程度，利用K?O,Na?O判斷構(gòu)造環(huán)境）。*微量元素:利用微量元素蛛網(wǎng)圖、比值（如Ti/Y,K/Rb,Ba/Sr）和含量，是區(qū)分構(gòu)造環(huán)境的關(guān)鍵。*俯沖相關(guān)巖漿（島弧/陸緣?。和ǔ＞哂懈逰?O/Na?O,高Ba/Th,高Rb/Sr，強(qiáng)烈的Eu負(fù)異常，以及相對高的LILE（K,Rb,Ba,Cs,Sr）和特定的HFSE組合（如Nb,Ta虧損）。這些特征指示了俯沖板片（特別是富集地殼或板片本身）帶來的流體和元素帶入地幔楔，導(dǎo)致地幔楔交代富集（FDM）。*地幔來源巖漿（MORB,OIB）：通常具有低K?O,低LILE,低HFSE（除Ti,Fe,Mn外），平坦或輕微右傾的微量元素蛛網(wǎng)圖，高Ti/Y比值。*地殼來源巖漿（花崗巖）：具有高SiO?,高Al?O?,高K?O（可能變化大），高Rb,Ba,Th,U。通過分析微量元素組合和Sr-Nd-Hf同位素，可以區(qū)分地殼熔融、巖漿混合、分異等過程。*礦物地球化學(xué):通過測定單個礦物（如輝石、角閃石、斜長石、黑云母、鋯石、獨居石）的元素含量和同位素組成，可以獲得更精細(xì)的源區(qū)信息、巖漿演化路徑和變質(zhì)溫度壓力條件。例如，輝石中的元素（如Ca,Al,Ti,Mn）可以指示巖漿的成