全球大规模的火山喷发和溢流事件一直以来受到各国地质科学家和政府高层的高度重视和广泛关注，因为这些事件会导致地区或全球大气圈的变化从而影响到生物圈的演化。因此，研究各地质历史时期大火成岩省的成因和深部动力学演化及其资源和环境效应成为地球科学领域的关键科学问题之一。二叠纪是地球历史中岩浆活动最活跃的时期之一，其中在欧亚大陆就包括2.9-2.5亿年期间三个重要的大火成岩省（西伯利亚暗色岩系、峨眉山玄武岩和塔里木大规模岩浆活动），它们与所在地区钒钛磁铁矿、铜镍硫化物矿、铂钯矿和自然铜-氧化铜矿等矿床的形成以及二叠—三叠纪之交所发生的全球生物灭绝事件都有密切的联系。
    地球科学系研究团队在对我国西北边陲塔里木盆地发育的大火成岩省进行较深入的野外地质调查和室内高精度定年及地质地球化学及同位素地球化学等研究基础上，厉子龙课题组与中国科学院广州地球化学研究所有关专家一道首次对塔里木大火成岩省早二叠世大陆溢流玄武岩开展了系统的稀有贵金属铂族元素（PGE）的分析研究工作，其实验条件苛刻、分析精度要求极高。实验分析结果表明，塔里木玄武岩与世界上其它地区（如西伯利亚、东格陵兰、印度德干和我国峨眉山大火成岩省）大规模喷发和溢流的玄武岩相比，明显亏损PGE以及Cu等亲硫亲铜元素（见Cu/Pd vs.Pd/Ir和Cu/Zr vs.MgO图）。其极高的Cu/Pd比值（>105）以及相对较低并且稳定的Pd/Ir比值（<50）暗示塔里木玄武岩的母岩浆在最终喷出地表之前有相当数量的硫化物熔离。
    另外，稀土元素模拟结果表明，塔里木玄武岩的母岩浆是由地幔源区经低程度的部分熔融（约5%）形成的。其母岩浆硫饱和度（SCSS）计算结果表明，在如此低部分熔融程度下所产生的岩浆会有较多过饱和的硫化物残留在地幔源区。据此推测，塔里木玄武岩母岩浆的硫饱和可能发生在岩浆源区，即地幔源区有硫化物的残留，是地幔物质低程度部分熔融的结果，这可能是造成塔里木玄武岩PGE极度亏损的主要原因。此外，母岩浆在岩浆房中的持续补充导致同源岩浆的混合可能在岩浆演化的晚期触发了一定程度的硫饱和和硫化物熔离。研究还表明塔里木玄武岩的母岩浆在上升过程中遭受了塔里木基底长英质变质岩不同程度的同化混染，其中库普库兹曼组玄武岩相对于开派兹雷克组玄武岩经历了更高程度的地壳混染，且两者所混染的地壳物质也略有不同。但是这种壳源物质的混染作用并没有为其提供足够的硫来触发硫饱和及硫化物熔离，可能是所混染的塔里木基底物质中没有提供足够的地壳硫来触发岩浆硫饱和。
    此项研究揭示了塔里木大陆溢流玄武岩的铂族元素特征及其岩浆动力学，提出塔里木大陆溢流玄武岩强烈亏损铂族元素和其他亲铜元素，主要原因可能是由于其源区地幔物质低程度的部分熔融造成过饱和硫化物在地幔源区的残留。提出源区的部分熔融程度对整个塔里木大火成岩省的岩浆硫化物成矿作用具有十分重要的影响，该研究成果在世界其它地区大火成岩省的动力学研究及其对成矿作用的制约方面也具有一定的借鉴和指导作用。
    此项成果已于日前发表在国际著名刊物也是目前国际公认的地球化学研究领域最高水平学术期刊之一的《Chemical Geology》（SCI期刊，影响因子3. 722）上，题为“Platinum-group elements and geochemical characteristics of the Permian continental flood basalts in the Tarim Basin, northwest China: Implications for the evolution of the Tarim Large Igneous Province”（2012，328，278-289）的论文。
    该论文第一作者为地球科学系地质与地球物理研究所励音骐在读博士、通信作者为厉子龙教授。此项工作得到了国家重点基础研究973项目和国家自然科学基金重点项目等的资助。

（地科系 供稿）