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钼同位素在氧化还原相关的水热液和地表过程中可以发生分馏。不同储层钼同位素特征的不同，使钼同位素成为地壳物质循环以及亲S元素富集成矿的潜在示踪剂。本文报告了61个早白垩世高钾钙碱性岩（定义为埃达克质岩）的钼同位素组成，其来源与中国中东部有着明显的亲缘关系，其中包括大别造山带低镁埃达克质岩，沿南郯庐断裂带分布的高镁埃达克质岩和长江下游高镁含矿埃达克质岩。低镁埃达克质岩具有最轻δ98 MONIST3134，0.48‰～-0.03‰，不含矿和含矿高镁埃达克质岩同位素组成较重，变化较大，分别为-0.38‰～0.41‰、0.58‰～1.39‰。岩浆演化（例如角闪石结晶）主导着低镁埃达克质岩中的钼同位素变化，但不能解释高镁埃达克质岩中的钼同位素变化。Ce/Mo与Mo、δ98Mo和εNd（t）的混合趋势表明，不含矿和含矿的埃达克质岩具有一个共同的富集地幔端元（低Ce/Mo比，低εNd（t）和δ98Mo）。同时，不含矿和含矿的埃达克质岩还具有两个不同的端元组成，都具有高Ce/Mo比，但是这两个端元δ98Mo明显不同。对于不含矿埃达克质岩的高Ce/Mo端元，具有低δ98Mo，以及中-高富集的εNd（t）和低放射成因Pb，代表了与低镁埃达克质岩来源相似的大陆下地壳。相比之下，含矿的高镁埃达克质岩的高Ce/Mo端元具有极高的δ98Mo（>1.5‰），表明俯冲还原性沉积物的加入。另一方面，我们认为，它们共同的富集地幔端元是地幔交代的结果，交代流体源于俯冲氧化沉积物。本研究表明，钼同位素有助于了解地幔中的埃达克岩起源和相关的铜-金-钼成矿作用，强调了氧化沉积物的加入是地幔中亲硫金属初步富集的因素。

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图1：中国中东部地质图，显示大别造山带、长江下游带和郯庐断裂带南段早白垩世埃达克岩的空间展布。长江中下游地区有7个主要成矿区。本工作的样品来自Liu et al.（2010）、He et al.（2011）和Yang et al.（2014）。简称：STLF，南郯庐断裂；长江下游地带；JSF，江南-绍兴断裂。
图2：本工作中三类埃达克质岩的钼同位素组成 [δ98Mo 相对于 NIST 标样 (SRM) 3134]，以及已发表的现代海洋海水、辉钼矿、海洋沉积物、长英质和镁铁质火成岩和科马提岩。资料来源：Barling et al.（2001）和Siebert et al.（2003）的现代海洋海水；Breillat et al.（2016）、Li et al.（2019）和Greber et al.（2014）的辉钼矿；Arnold et al.（2004）、Siebert et al.（2005）、Pearce et al.（2008、2010）、Kendall et al.（2009、2011）、Dickson（2017）、Bruske et al.（2020）的海洋沉积物；Bezard et al.（2016）、Voegelin et al.（2012、2014）、Liang（2013）、Liang et al.（2017）、Freymuth et al.（2015）、Siebert et al.（2003）和Yang et al.（2015、2017）的长英质和镁铁质火成岩；Greber et al.（2015）和Liang et al.（2017）的超镁铁质岩石。含矿高镁埃达克质（HMA）岩石分为三组，硫浓度分界线为1400ppm和600ppm。在正文中详细讨论了分类问题。
图3：不含矿 LMA 岩石和不含矿 HMA 岩石以及长江中下游含矿HMA 岩石的硫浓度与 K2O、Rb、Mo、Cu 浓度和 δ98Mo 值的关系。 根据S浓度与其他指标的相关性，确定了三组含矿HMA。 S > 1400 ppm 的含矿 HMA 岩石表现出浅地壳深度成矿流体的热液蚀变作用； 而对 S < 600 ppm 的样品影响有限。
图4：显微 X 射线荧光光谱法 (Micro-XRF) 对长江下游带矿含矿 HMA 岩石代表性样品薄片中 S、Fe、Mg 和 Mo 的相对丰度进行元素mapping。 使用激光烧蚀电感耦合等离子体质谱 (LA-ICP-MS) 进一步扫描白色方块内的区域，如图 5 所示
图5：图 4 中定义的代表性区域的交叉极坐标显微图像和元素映射。不同的颜色代表不同的元素丰度。 与彩色柱子相邻的数字按重量计为百万分之几。
图6：中国中东部LMA岩、不含矿HMA岩和含矿HMA岩的δ98Mo与（a）MgO含量、（b）SiO2含量、（c）Ba/Sr比值、（d）K/Rb比值、（e）Sr/Cr比值、（f）Fe2O3含量、（g）TiO2含量、（h）Mo浓度和（i）（87Sr/86Sr）i的关系。主要微量元素浓度和Sr同位素数据来自Liu et al.（2010）、He et al.（2011、2013）和Yang et al.（2014）。
图7：(a) Ce/Mo 比率与 Mo 浓度的相关性。 (b)-(e) δ98Mo 值与 Ce/Mo、La/Mo、Th/Yb、Ba/Th 比率之间的相关性。 仅绘制 S 浓度 < 600 ppm 的含矿 HMA 样品以避免热液蚀变的影响。 虚线曲线代表两个端元之间的混合。 提出了四个组成端元（表 2），包括扬子地块古老的下陆壳（LCC）（端元 I）、扬子地块的年轻 LCC（端元 II）、俯冲产生的部分熔体 大洋地壳和还原沉积物（端元 III），以及被氧化沉积物流体交代的富集地幔（端元 IV）。 微量元素浓度数据来自Liu et al.（2010）、He et al.（2011、2013）和Yang et al.（2014）。
图8：(a) Ce/Mo, (b) La/Mo, 和 (c) Th/Yb 比与初始 Nd 同位素组成 (t=130 Ma)，和 (d) 初始 Nd 和 (e 和 f) Pb 同位素与 δ98Mo 中国中东部的 LMA 岩石、贫矿 HMA 岩石和含矿 HMA 岩石的值。 仅绘制 S 浓度 < 600 ppm 的含矿 HMA 岩石样本以避免热液过程的影响。 虚线曲线代表两个端元之间的混合。 四个组分端元与图 7 中的相同。Pb 和 Nd 同位素数据来自Liu et al.（2010）、He et al.（2011、2013）和Yang et al.（2014）。
图9：大别造山带LMA岩和LYRB含矿HMA岩中Mo和Cu含量的共同变化趋势。数据来源：McDonough和Sun（1995）的原始地幔（PM），Salters和Stracke（2004）的亏损地幔（DMM），Hofmann（1998）和Sun和McDonough（1989）的正常洋中脊玄武岩（N-MORB），Rudnick和Gao（2003）的上大陆地壳（UCC）和LCC。
图10：中国中东部早白垩世三种埃达克质岩石成因的简化构造模式。
表1：中国中东部三类埃达克质岩的Mo-S含量和Mo同位素组成
表2：中国中东部埃达克质岩的四种端元组分的典型地球化学参数

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沈骥. (2021). 中国中东部早白垩纪埃达克质岩Mo同位素组成研究. 时空三极环境大数据平台, DOI: 10.1016/j.gca.2021.01.020.
[Shen, J. (2021). Molybdenum isotope tracing petrogenesis of adakitic rocks and associated mineralization. A Big Earth Data Platform for Three Poles, DOI: 10.1016/j.gca.2021.01.020. ] (下载引用： RIS格式 | RIS英文格式 | Bibtex格式 | Bibtex英文格式 )

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资助项目

燕山期重大地质事件的深部过程与资源效应(2016YFC0600400) (项目编号:2016YFC0600400) Deep processes and resource effects of major geological events during the Yan Mountains period

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