Nature子刊刊发海洋所非传统稳定同位素最新研究成果

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时间:2019-10-26  来源:海洋地质与环境重点实验室文本大小:【 |  | 】  【打印

  近日,Nature子刊Nature CommunicationsArticle形式在线发表中科院海洋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。陈硕博士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,陈硕博士在英国皇家科学院院士、英国布里斯托大学教授Tim Elliott及合作导师牛耀龄研究员指导下,联合德国柏林自由大学Timm John教授、英国布里斯托大学Remco HinRichard Brooker博士,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著分馏。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。 

   

研究区榴辉岩和蓝片岩Mo同位素组成与Mo/Ce比值关系    

  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,陈硕博士为论文第一作者,陈硕博士和牛耀龄研究员为共同通讯作者。

    

  论文信息: 

  Chen, S.*, Hin, R., John, T., Brooker, R., Bryan, B., Niu, Y., Elliott, T. 2019a. Molybdenum systematics of subducted crust record reactive fluid flow from underlying slab serpentine dehydration. Nature Communications, 10:4773, in press. 

  Chen, S.*, Niu, Y.L.*, Guo, P.Y., Gong, H.M., Sun, P., Xue, Q.Q., Duan, M., Wang, X.H., 2019b. Iron isotope fractionation during mid-ocean ridge basalt (MORB) evolution: Evidence from lavas on the East Pacific Rise at 10°30'N and its implications. Geochimica et Cosmochimica Acta 267, 227-239. 

    

  论文链接: 

  https://www.nature.com/articles/s41467-019-12696-3 

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001670371930609X

 

    

    

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