海洋所等在非传统稳定同位素研究中获进展

科研信息网 刘洋 2019-11-02 10:53:12
浏览

  近日,《自然-通讯》(Nature CommunicationsArticle形式在线发表中国科学院海洋研究所大洋岩石圈与地幔动力学课题组关于利用Mo同位素体系示踪俯冲带流体性质最新成果,对理解岛弧岩浆作用、地幔楔氧逸度及研究壳幔循环作用具有重要意义。陈硕为文章第一作者兼通讯作者。

  俯冲带是地球表生圈层和深部圈层化学交换的主要场所。俯冲板片在俯冲过程中通过一系列的变质、脱水反应形成流体,并诱发地幔楔部分熔融进而产生岛弧火山作用。然而,目前关于俯冲流体通量的大小、来源及性质的认识仍十分有限。针对以上科学问题,陈硕在英国皇家科学院院士、英国布里斯托大学教授Tim Elliott及合作导师、研究员牛耀龄指导下,联合德国柏林自由大学教授Timm John、英国布里斯托大学博士Remco HinRichard Brooker,对来自西班牙Cabo Ortegal Complex及厄瓜多尔Raspas Complex地区的榴辉岩及蓝片岩样品进行了系统的Mo同位素分析,并开展了相关高温高压实验。研究发现,这些样品的Mo同位素和Mo/Ce比值正相关,并且均低于亏损地幔值,显示洋壳Mo同位素在俯冲过程中发生了显着分馏。结合高温高压实验,揭示了Mo同位素在俯冲过程的分馏机制,估算了俯冲流体通量大小及氧逸度。计算结果发现,这些样品在俯冲过程中经历了大量氧化性流体,并且指示这些流体来源于下伏蛇纹石化板片橄榄岩(serpentinised slab mantle)。该研究为利用Mo同位素体系示踪俯冲流体性质提供了全新思路,对理解岛弧岩浆作用、地幔楔氧逸度及研究壳幔循环作用具有重要意义。

  近期,该课题组在非传统稳定同位素研究方面取得了系列进展,其中通过揭示Fe同位素在MORB演化过程中的分馏机制为硅酸盐地球具有球粒陨石δ56Fe值这一假说提供了重要依据,相关工作已发表在国际地球化学领域期刊Geochimica?et?Cosmochimica?Acta