上部地壳岩浆房中的Nd同位素梯度——岩浆-围岩原地相互作用的证据

对大盆地内第三纪一个准铝质和两个过碱质流纹质灰流凝灰岩作了多个Nd同位素分析,以确定上部地壳硅质岩浆的化学演化是在封闭系统还是在开放系统条件下进行的。分析的所有样品都显示出Nd同位素有显著的内部变异。变异最大者是内华达州北中部麦克德米特火山岩区的过碱质双H山凝灰岩(ε_(Nd)=+2.0—+6.4);变异最小者为内华达州西南部火山岩区的准铝质托波帕泉凝灰岩(ε_(Nd)=-10.6—-11.7)。上述同位素的变异均与岩浆Nd的浓度有关,虽然准铝质流纹岩中Nd的含量向顶部渐减而过碱质流纹岩中Nd含量向顶部渐增。Nd]与ε_(Nd)间的正相关性有力地说明,硅质岩浆在上部地壳存留时有开放系统的低ε_(Nd)的围岩物质的原地加入。对准铝质和过碱质流纹岩只要有很小比例(1—15摩尔％)的围岩Nd的加入便可形成同位素的这种分带现象。不仅是处于岩浆房顶部的岩浆,而且是以灰流凝灰岩为代表的所有各层的母岩浆,对于围岩相互作用都是开放的。研究表明,上部地壳硅质岩浆体是在开放系统条件下演化的,因而在其化学分异模式中应当强调这些作用的影响。