弧相关熔岩的锌同位素揭示弧前蛇纹岩再循环到弧下地幔中

蛇纹岩是由地幔橄榄岩低温热液蚀变形成的，分布于俯冲板片底部的岩石圈地幔(slab-serpentinite)和俯冲带上俯冲板片上方的弧前地幔楔(mantle wedge serpentinite)。

由于它们通常含有大量的水、流体流动元素(Cs、Rb、Sr、Ba、Pb、Li 等)和重 B 同位素，因此使用传统地球化学手段区分蛇纹岩衍生的两种不同来源弧岩浆成因中的流体具有挑战性。

中国科学院海洋研究所曾志刚领导的研究小组与天津大学陈久斌教授合作，研究了西太平洋俯冲相关熔岩的锌同位素及其对壳幔的影响回收。

他们的研究发表在《地球物理研究杂志：固体地球》上，为区分板片和地幔楔蛇纹岩衍生流体对弧形岩浆的贡献提供了一种有效手段，这对于理解蛇纹岩在俯冲带物质循环中的作用具有重要意义。

研究人员发现，与大洋中脊玄武岩 (MORB) 相比，与弧相关的熔岩的 δ 66 Zn 值较低，而弧后熔岩则显示出类似 MORB 的 δ 66 Zn 值。此外，δ 66 Zn 与流体添加的代理(87 Sr/ 86 Sr 和 Ba/La)和板坯深度具有良好的相关性。

由于地幔熔融和岩浆分异分别在原生岩浆和演化岩浆中诱导重 Zn 同位素富集，而熔体提取在地幔中产生有限的 Zn 同位素分馏，因此具有低 δ 66 Zn 值的熔岩可能表明同位素轻流体参与了它们的形成。地幔来源。

与板条蛇纹岩的重 Zn 同位素相反，弧前蛇纹岩的典型特征是极轻的 Zn 同位素。相应地，弧前蛇纹岩脱水释放的流体相对于地幔楔具有显着较低的锌同位素组成。

因此，这种弧前物质很可能被向下拖曳到弧下深度，并在流体中释放同位素轻锌来改变上覆地幔楔，从而在弧相关岩浆中产生低 δ 66 Zn 值。在弧下深度之外，弧前蛇纹岩被完全分解，因此不存在轻锌同位素流体。

因此，弧后盆地的熔岩显示出类似 MORB 的 δ 66 Zn 值。为弧前地幔楔形蛇纹岩参与俯冲通道并输送至弧下深部，然后脱水改造弧下地幔楔的假说提供了确凿的证据。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！