郯庐断裂带流体中氦的来源、空间分布及地质意义

作者：管芦峰; 刘伟; 曹春辉; 张茂亮^*; 徐胜; 郑国东; Yuji Sano

来源：地球化学, 2023, 52(05): 570-581.

DOI：10.19700/j.0379-1726.2023.05.003

• 深部流体
• He同位素
• 气体地球化学
• 郯庐断裂带

郯庐断裂带是中国东部规模最大、构造运动强烈以及地震频发的活动断裂带,其深部结构与现今活动状态引人注目。对郯庐断裂带郯城段和庐江段温泉与深井地下水逸出和溶解气体进行He同位素组成和气体组分分析结果显示,郯庐断裂带流体3He/4He测试值为大气参考值(记作1 Ra)的0.15～1.15倍。郯城段样品的3He/4He和4He/20Ne值分别为0.96～1.15 Ra和0.24～0.30,显示有大气和地下水氚衰变对He来源的贡献。庐江段样品的3He/4He空气校正值和4He/20Ne值分别为0.15～0.79 Ra和0.28～272,扣除大气贡献后He主要来源于地壳放射性元素衰变(90.4%～98.4%),局部受到地幔脱气作用的显著影响(幔源He占比最高为9.6%)。在空间上,庐江段幔源He占比呈现出随采样点远离断裂带而逐渐减小的趋势,反映了幔源流体运移过程中经历的稀释效应。幔源He空间分布与地震P波速度图像对比结果表明,庐江段深源流体可能受到地幔部分熔融作用的影响。全球典型走滑断裂带的流体3He/4He值和走滑速率之间呈正相关关系(R2=0.8),表明断裂带活动性及其应力状态对幔源流体释放具有一定的控制作用。

• 单位
  中国地质大学（武汉）; 中国科学院西北生态环境资源研究院; 天津大学