大陆岩石圈地幔介于地壳与地幔之间，其地球化学特征主要通过火山岩以及地幔包体的元素、同位素等获取。但是，对幔源包体中占主要成分二氧化碳的研究却不多见，其原因主要是幔源包体中二氧化碳含量较低导致的分析困难。所以，最近人们开始探索能否从火山岩地区地热气体的地球化学特征中获取相应信息。例如，前人对长白山火山区地热气体的氦和二氧化碳的元素、同位素组成的研究，就反映了富集地幔的地球化学特征，而地幔的富集源自古洋壳的削减作用。

我中心客座研究员徐胜博士等对五大连池火山地区冷泉气体的氦和二氧化碳的元素和同位素组成进行了分析。综合前人的分析结果，氦同位素主要分布于由大气与3He/4He比值为3.2Ra的端员组分的混合曲线附近。区域最高3He/4He比值，代表其岩浆的氦同位素组成，但该值明显低于以大洋中脊玄武岩（MORB）为代表的典型软流圈地幔值，而与现代岛弧地区3He/4He值的底限范围一致。

Fig. 2 3He/4He verse δ13C of CO2 plot in gas samples from Wudalianchi volcano

在氦和二氧化碳的同位素组成分布图上，所有样品基本分布于由低3He/4He－δ13C值的壳源组分和高3He/4He－δ13C值的岩浆组分组成的混合线附近。考虑到壳源端员组分的3He/4He=0.02Ra，CO2/3He=1×1013，岩浆端员组分的3He/4He=3.2Ra，可以得到岩浆端员组分的CO2/3He为6×1010。这一比值，明显高于大洋中脊玄武岩值2×109，但位于现代岛弧值范围。

Fig. 3 Ternary plot of CO2, 3He and 4He in gas samples from Wudalianchi volcano. The solid star represents the Wudalianchi magmatic component with CO2/3He ratio extracted by linear correlation between 3He/4He and 13C. CBS denotes the Changbaishan magmatic component from Hahm et al. (2008).Gray area indicates 3He/4He range of arc-related volcanism (5.4±1.9 RA, Hilton et al., 2002)

五大连池冷泉气体所反映的区域岩浆组成显示大陆地幔的富集特征，而富集地幔应该是100Ma前古洋壳削减作用的产物。中国东部和朝鲜半岛火山岩和地热气体中氦同位素对比研究表明，地幔富集程度的差异显示区域大陆地幔的不均一性。

这些结果最近被《亚洲地质学报》发表：Xu, et al., 2013, Hydrothermal He and CO2 at Wudalianchi intra-plate volcano, NE China. Journal of Asia Earth Sciences62(1), 526-530

相关链接：Hydrothermal He and CO2  at Wudalianchi intra-plate volcano, NE China