《Chemical Geology》：Neodymium, Hf, Os, and U
Pb isotope study of Permian Komatiites from Mashhad, Iran
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新 Sm-Nd、Lu-Hf、Re-Os 同位素与高 siderophile 元素（HSE）数据揭示伊朗马什哈德地区 komatiites 的地幔源异质性及成因，Re-Os 等时线年龄 270.4±2.1 Ma 与 U-Pb 锆石年龄一致，确认其为晚古生代 komatiites，D/E 型分类显示地幔源长期不均质。
M. Mobasheri|I.S. Puchtel|M. Boyet|N.T. Arndt|A.V. Sobolev|Y. Shi|H. Ghasemi
伊朗克尔曼省阿扎德甘大道（Azadegan Blvd.），高级技术研究生院（Graduate University of Advanced Technology）科学、高科技与环境科学研究所（Institute of Science, High Technology and Environmental Sciences）GeoNext研究中心，Kavakaray Novin Madan咨询工程公司（KNMCE）地球科学系，邮编IR7618673153
摘要
我们提供了来自伊朗马什哈德-法里曼地区（Mashhad–Fariman）科马蒂岩（komatiites）的新的钐（Sm）、镥（Lu）、铪（Hf）、铼（Re）、锇（Os）和铅（Pb）锆石同位素数据，以及高亲铁元素（HSE：Os、Ir、Ru、Pt、Pd、Re）的丰度数据。利用这些数据来约束其岩浆成因及其地幔来源的组成。一个新的、可靠的铼-锇等时线年龄为270.4 ± 2.1 Ma（二叠纪），证实了这些科马蒂岩是仅有的两种具有橄榄石针状结构（olivine spinifex textures）的后前寒武纪科马蒂岩。铼-锇等时线的年龄与本研究从分化科马蒂岩熔岩流中获得的铅锆石年龄（274 ± 4 Ma）一致。根据Mobasheri等人（2025）的亲石微量元素系统分类方法，这些科马蒂岩被分为两类：D型（轻稀土元素贫乏型）和E型（轻稀土元素富集型）。两组的初始εNd（+6.4至+11.1）和εHf（+12.1至+18.2）值均为正值。D型样品位于地球DMM（贫瘠MORB地幔）演化曲线上，而E型样品的同位素贫乏程度较低，位于DMM曲线之下。综合这些观察结果表明，马什哈德科马蒂岩的地幔来源在微量元素组成上存在长期异质性。从铼-锇等时线得出的初始γ^187Os值为-0.92 ± 0.05，处于马什哈德科马蒂岩岩浆侵位时球粒陨石的锇同位素组成范围内。这表明这些岩浆来源于具有时间积分近球粒陨石Re/Os比的地幔源，进一步证实了许多太古代科马蒂岩报告的Nd-Hf和Os同位素系统的解耦现象。马什哈德科马蒂岩的高亲铁元素浓度和CI球粒陨石标准化的高亲铁元素模式与晚太古代科马蒂岩大致相似。总体而言，这些数据支持马什哈德科马蒂岩是由含有不同程度长期亲铁元素贫乏成分的异质地幔柱部分熔融形成的。
引言
科马蒂岩是一种超基性火山岩，其特征是镁含量异常高（参见Waterton和Arndt（2025）的最新综述）。它们是太古代和早元古代绿岩带中的相对次要但重要的组成部分，但在较年轻的构造单元中较为罕见。Mobasheri等人（2024, 2025）提供了伊朗东北部马什哈德地区科马蒂岩及其相关火山岩的主要和微量元素数据。这些岩石以橄榄石针状结构为特征，被证明源自超基性母岩浆。与哥伦比亚戈尔戈纳岛（Gorgona Island）的科马蒂岩一起，它们代表了已知的唯一显生宙这种岩石类型的例子。
在本文中，我们提供了钐（Sm）、镥（Lu）、铪（Hf）和铼（Re）的锆石同位素数据，以及高亲铁元素（HSE：Os、Ir、Ru、Pt、Pd、Re）的丰度数据，这些数据对地幔来源的组成和产生这些岩浆的熔融条件提供了重要约束。
马什哈德科马蒂岩概述
伊朗东北部马什哈德-法里曼地区的科马蒂岩位于两个古生代造山带内，即Shandiz-Virani-Mashhad和Fariman复合体中，这些复合体形成于古特提斯洋边缘，可能是由于俯冲环境下的地幔柱活动（Zanchetta等人，2013；Mobasheri等人，2025）。这些复合体包含270–280 Ma前（二叠纪）喷发到海洋沉积盆地中的科马蒂岩和科马蒂岩玄武岩熔岩流。其中一些熔岩流体积庞大，含有橄榄石针状结构。
样品
这些样品的描述和地球化学数据见Mobasheri等人（2025）的研究。对于钕（Nd）和铪（Hf）同位素分析，我们使用了Mobasheri等人（2025）研究准备的样品粉末。共分析了六个样品：一个冷却边缘样品（FC-1），三个具有橄榄石针状结构的样品（FC-3、24、25）以及两个橄榄石富集样品（FC-16、20；表1）。根据Mobasheri等人（2025）的分类方法，样品FC-1、3、24、25属于D型（贫瘠型）。
铅锆石数据
本研究获得的铅锆石数据见表1，并在图1中绘制。从Virani地区的科马蒂岩玄武岩中提取的锆石尺寸小于100 μm，具有自形形态，表明其具有岩浆起源。对这13个锆石的分析结果显示平均年龄为274 ± 4 Ma。这一年龄与Topuz等人（2018）报道的一个科马蒂岩流中岩浆角闪石的^40Ar/^39Ar年龄（276 ± 4 Ma）在不确定性范围内一致。
科马蒂岩地幔来源的耗尽时间
Mobasheri等人（2025）计算出马什哈德科马蒂岩的母岩浆MgO含量为20–22 wt%，并据此提出这些科马蒂岩来源于地幔柱的熔融作用。Révillon等人（2000）估计戈尔戈纳岛母岩浆的MgO含量略高，约为25 wt%，也支持地幔柱来源的观点。同位素组成的变化表明，这两个地幔柱都是异质的，其中包含一个具有高εNd(T)和εHf(T)值的组分。
结论
新的同位素（钐（Sm）、镥（Lu）、铪（Hf）、铼（Re）、锇（Os）、铅（Pb）锆石）和HSE丰度数据表明，马什哈德-法里曼科马蒂岩代表了显生宙罕见的科马蒂岩岩浆作用实例，形成于约270 Ma前的二叠纪。一致的铼-锇等时线和铅锆石年龄确定了它们的形成时间，并确认这些熔岩是已知最年轻的科马蒂岩之一。D型（贫瘠型）和E型（富集型）科马蒂岩中正的初始εNd和εHf值表明它们来源于
CRediT作者贡献声明
M. Mobasheri：撰写、审稿与编辑、资料收集、研究工作。I.S. Puchtel：撰写、审稿与编辑、资料收集、正式分析。M. Boyet：撰写、审稿与编辑、研究工作。N.T. Arndt：撰写初稿、研究工作、概念构思。A.V. Sobolev：撰写、审稿与编辑、资料收集、资金获取。Y. Shi：研究工作。H. Ghasemi：资料收集。
未引用的参考文献
Pearson和Woodland，2000
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢匿名审稿人的建设性和有益评论。本研究得到了美国国家科学基金会（United States National Science Foundation）对I.S. Puchtel的资助（项目编号EAR-2220936），以及欧洲研究委员会（European Research Council）在“欧盟地平线2020”（European Union’s Horizon 2020）研究与创新计划下对A.V. Sobolev的资助。
