SM-ND И LU-HF ИЗОТОПНЫЕ СИСТЕМЫ ЗЕМЛИ: ОТВЕЧАЮТ ЛИ ОНИ ХОНДРИТАМ?

Abstract

В статье приводится критический анализ современных представлений о величинах отношений 143Nd/ 144Nd, 176Hf/ 177Hf, 87Sr/ 86Sr и Sm/Nd, Lu/Hf, Rb/Sr в примитивной мантии Земли. Рассмотрены основные противоречия, вытекающие из модели хондритового однородного резервуара (CHUR) для состава примитивной мантии (DePaolo, Wasserburg, 1976a). К ним относятся: (1) высокая магматическая продуктивность обедненной, деплетированной мантии (DM) при отсутствии устойчивого изотопного сигнала из примитивной мантии (PM); (2) наличие большого количества геохимически обогащенных пород, в частности щелочных базальтов, с изотопными характеристиками DM; (3) обедненность источника базальтов HIMU в Nd-Sr-Hf изотопной системе при его обогащенности в U-Pb системе; (4) масс-балансовые расчеты для Sm-Nd изотопной системы коры и мантии заставляют ограничивать массу DM, которая послужила источником для коры, до 1/4 - 1/5 от общей массы мантии, однако в этом случае не сходится баланс для Rb-Sr и U-Pb систем, для ряда других элементов; (5) прямые выплавки из PM при высоких степенях плавления должны иметь изотопный состав неодима и Sm/Nd отношение близкие к составу источника, однако до сих пор не обнаружены породы, близкие по составу к CHUR одновременно по обоим этим параметрам. Перечисленные противоречия удается разрешить лишь при допущении, что Sm/Nd отношение примитивной мантии отличается от состава CHUR на 8%. Оценка современного состава PM приводит к следующим параметрам: ε Nd = +9, 143Nd/ 144Nd = 0.51310, Sm/Nd = 0.350; ε Hf = +13, 176Hf/ 177Hf = 0.28323, Lu/Hf = 0.264; ε Sr = -24, 87Sr/ 86Sr = 0.7028, Rb/Sr = 0.020. Возможная неопределенность оценки изотопного состава неодима при этом может достигать ±1 ε Nd. Изотопный эффект в Sm-Nd, Lu-Hf и Rb-Sr системах от экстракции земной коры из мантийного вещества значительно меньше наблюдаемых изотопных вариаций в мантийных породах.