作者姓名：刘传周
　　论文题目：北极Gakkel超慢速扩张洋脊大洋橄榄岩的地球化学特征及其意义
　　作者简介：刘传周，男， 1981年07月出生，2003年09月师从于中国科学院地质与地球物理研究所郭敬辉研究员，于2007年07月获博士学位。

　　中文摘要
　　Gakkel洋脊地处北冰洋，全长1800km，西起格陵兰岛的北岸，东至西伯利亚的北岸， 构成了北美－欧亚大陆在北极的板块边界。Gakkel洋脊由西向东扩张，在西边的全扩张速率达14.6 mm/yr，而在东边接近西伯利亚的末端，全扩张速率降至6.3 mm/yr，是世界上扩张速率最慢的超慢速扩张洋脊。在本博士论文研究中，我们选取来自Gakkel洋中脊两个打捞点(PS66-238和HLY0102-D70)的样品。其中，PS66-238的样品极其新鲜，而HLY0102-D70则强烈蚀变的蛇纹岩化橄榄岩。
　　在利用XRF法获得样品全岩主量元素成分的基础上，我们利用电子探针精确测定上了样品中所有矿物的主量元素的含量，并利用激光ICP-MS和离子探针获得了单斜辉石和斜方辉石的微量元素含量。根据这些数据，我们讨论了样品所经历的熔融过程和后期的熔体再富集作用，并初步制约了熔体的性质。结果表明：Gakkel洋脊样品遭受了低至中等程度(3-12%)的部分熔融。部分样品在遭受尖晶石相熔融之前经历了在石榴子石相的稳定区域内不同程度的熔融。几乎所有的样品在经历低至中等程度的部分熔融之后均普遍遭受到后期熔体的再富集作用。模拟的结果表明需要加入富集程度较高的熔体。这些熔体可以是由亏损地幔经过低程度(<5%)的部分熔融形成的混合熔体。斜方辉石与单斜辉石的微量元素组成表明样品中两种辉石在熔体交代过程中微量元素并没有完全达到平衡，从而说明这些样品所经历的交代作用时间较短，应在它们进入Gakkel洋中脊之后。
　　利用高压釜(High-pressure Asher, HPA)溶样以及同位素稀释法精确测定了样品全岩的强亲铁元素和Re-Os同位素。全岩的Re-Os同位素结果表明：后期的海水蚀变作用以及熔体的再富集作用对样品中的187Os/188Os 值影响很小。尽管Os的含量判别较大，两个采样点的样品具有相似但高度不均一的187Os/188Os范围(0.114-0.129)。Gakkel样品的Os同位素组成表明大洋地幔在很小尺度（<5km）内Os同位素组成存在高度的不均一。因此，亏损地幔(DMM)可能并不存在一个统一且均一的Os同位素。其中，两个采样点中的方辉橄榄岩都具有很亏损的187Os/188Os值(~0.114)，其Re亏损年龄高达22亿年，表明它所继承的古老亏损事件与最近Gakkel洋脊MORB的形成无关，即它们对于大洋中脊玄武岩的形成贡献不大。
对比PS66-238和HLY0102-D70样品的强亲铁元素(HSEs)组成表明海水蚀变作用对大洋橄榄岩中的Pd和Re有影响，而其它强亲铁元素保持稳定。方辉橄榄岩具有分异的HSEs配分型式，表明HSEs在较低程度熔融时就可以发生分异。其原因可能是由于在熔融过程中硫化物熔体被硅酸岩熔体带出橄榄岩，而并非反映硅酸岩熔体与熔融残余之间的平衡化学分配。利用样品推测出PUM的HSEs组成具有高于球粒陨石的Ru/Ir和Pd/Ir值。因此需要对后增薄层假说作出一定的修改以用于解释发生在地球早期的增生过程。
　　结合强亲铁元素和Re-Os同位素的研究结果，我们提出，大洋地幔在很小的范围内就存在很大的不均一性。亏损和饱满的地幔域在软洋圈中被机械地堆积在一起。洋中脊下方上涌的软流圈地幔并不等同于严格意义上的MORB源区，后者仅限于前者中仅为饱满的那一部分。亏损地幔(DMM)中还包含有亏损且难熔的古老区域，它们对的形成MORB的贡献很小。通过MORB成分来推测DMM的成分因而往往会漏掉这些亏损难熔的组分。

　　关键词：  大洋橄榄岩　Gakkel洋脊　北冰洋　大洋地幔　Re-Os同位素　　强亲铁元素　地幔不均一性　后增薄层假说