《中国科学院海洋研究所在玻安岩岩浆演化成因的方辉橄榄岩研究方面获新进展》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2020-10-22
  • 近日,国际地学期刊Lithos在线发表了海洋所大洋岩石圈与地幔动力学课题组关于玻安岩岩浆演化成因的方辉橄榄岩的最新成果,对理解方辉橄榄岩的岩石成因以及俯冲环境玻安岩岩浆演化过程具有重要意义。

    方辉橄榄岩内主要矿物为橄榄石和斜方辉石,前人认为方辉橄榄岩的岩石成因主要是地幔熔融残余和层状侵入体的堆晶。由于橄榄石和斜方辉石也是现代俯冲环境和蛇绿岩带中玻安岩的主要斑晶组成,因此可以推测,堆晶的方辉橄榄岩很可能是玻安岩岩浆演化的直接产物。该研究以塞浦路斯Troodos蛇绿岩互层方辉橄榄岩(局部二辉橄榄岩)-纯橄岩堆晶岩与玻安岩为例,通过野外考察采样、岩相学、矿物学、主微量元素地球化学、岩石学数值模拟以及相平衡分析,发现与方辉橄榄岩、纯橄岩堆晶中尖晶石平衡的熔体主量元素组成与Troodos玻安岩相似,计算的与方辉橄榄岩堆晶中斜方辉石、单斜辉石平衡熔体的微量元素组成模式与Troodos玻安岩一致,且玻安岩熔体演化的岩石学模拟显示了橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、斜长石的结晶顺序,这与方辉橄榄岩堆晶一致 ,证明了Troodos蛇绿岩中超镁铁质的互层方辉橄榄岩(局部二辉橄榄岩)-纯橄岩是玻安岩岩浆在开放岩浆房系统中分离结晶、伴随周期性母岩浆充注的产物。

    该论文第一作者为在读博士生沈芳宇,通讯作者为牛耀龄教授。研究得到了国家自然科学基金、国家自然科学基金-山东省联合基金、青岛海洋科学与技术试点国家实验室和“111计划”等联合资助。

      

    论文信息:

    Shen, F.Y.*, Niu, Y.L.*, Chen, Y.H., Gao, Y.J., Wang, X.H., Duan, M., Shan, L., 2020. Origin of magmatic harzburgite as a result of boninite magma evolution - An illustration using layered harzburgite-dunite cumulate from the Troodos ophiolite complex. Lithos 376/377, 105764.

    论文链接:

    https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0024493720304011

  • 原文来源:http://www.qdio.cas.cn/2019Ver/News/kyjz/202010/t20201021_5719845.html
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    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2022-06-07
    • 近日,中国科学院海洋研究所深海中心孙卫东研究员团队刘海洋等人在马里亚纳俯冲带弧前水岩反应和硼(B)同位素地球化学行为研究上取得新进展,相关成果发表在国际学术期刊Lithos上。 板块构造理论提出以来,作为地球内部-外部物质和能量交换的重要场所,俯冲带得到了地质学家的广泛关注。研究表明俯冲带是全球火山作用最为强烈的地区之一。前人有关俯冲带物质循环的研究通常利用蚀变洋壳和沉积物代表俯冲带的输入物质,然后通过岛弧岩石的研究来讨论俯冲带输出物质的组成。近期的研究发现,俯冲带的浅部弧前区域(海沟与岛弧火山之间)同样发生了强烈的水岩反应过程,并存在大量的物质运移,是俯冲带物质循环的重要组成。然而由于俯冲带浅部地质样品难以直接获得,因此俯冲带浅部水岩反应过程仍缺乏系统的研究。马里亚纳俯冲带弧前存在大量的蛇纹岩泥火山,其中的蛇纹岩泥沿断裂上涌的过程中可以携带俯冲隧道内的地质样品到海底浅表,因此,这些样品是研究俯冲带浅部地质过程的理想对象。该项研究以国际大洋发现计划(IODP)366航次钻探获得的马里亚纳弧前泥火山中变质基性岩样品为研究对象,开展了详细的岩相学、元素地球化学、矿物化学和B同位素地球化学研究,研究结果有效揭示了俯冲带弧前区域的流体活动和变质脱水过程,为揭示俯冲带流体循环及岛弧岩浆成因提供重要信息。 岩相学工作显示变质基性岩的原始矿物主要为辉石和斜长石,变质矿物主要为绿纤石、海绿石、绿鳞石、蒙脱石、皂石和方解石等。变质矿物均富集B、As、Sb、Pb等流体活动性元素,表明在俯冲带浅部,这些变质矿物可以使变质基性岩富含一定量的流体活动性元素。随着俯冲深度增加,以上矿物的分解或转变为多硅白云母等矿物,可能会释放一定量的流体活动性元素。研究汇集了已发表马里亚纳弧前蛇纹岩泥火山中变质基性岩的微量元素数据,结果显示相关微量元素比值之间存在相关性(As/Ce和Sb/Ce等与B/La和B/Nb),反映了在弧前区域流体活动性元素通过变质脱水作用过程释放到了地幔楔。硼同位素研究显示变质基性岩具有明显重于新鲜洋中脊玄武岩和洋岛玄武岩的硼同位素组成,变化范围与蚀变洋壳最上部组分的硼同位素组成类似。该项研究发现随着蛇纹岩泥火山与海沟距离的增加,从Fantangisna海山(62km)经Asùt Tesoru海山(72km),再到South Chamorro海山(78km),变质基性岩的B同位素逐渐变轻,代表了随着变质温度、压力增加,板片分异的富集重硼同位素的流体逐渐被释放至地幔楔。该研究进行了脱水分馏过程模拟计算,模拟结果显示俯冲带变质残余板片与变质基性岩B同位素组成吻合,并且板片分异流体具有与蛇纹石化橄榄岩一致的组成,进一步证实了以上研究结论的正确性。 该研究表明俯冲带弧前区域存在大量的流体释放过程,并伴随流体活动性元素的运移。以硼元素为例,约73%的硼元素在弧前释放,该部分物质将促使地幔楔的蛇纹石化,并有可能进一步拖拽至弧下深度,随着地幔楔的熔融,而循环至岛弧岩浆。该研究为俯冲带物质循环,岛弧岩浆成因提供重要信息。 上述研究得到了国家自然科学基金青年基金和中国科学院先导项目等的联合资助。论文第一作者为深海中心特别研究助理刘海洋,通讯作者为刘海洋、邓江洪。 相关成果论文题目及发表链接如下: Liu Haiyang., Xue Ying.-Yu., Yang Tinggen., Jin Xin., You Chen.-Feng., Lin Chiou.-Ting., Sun Wei.-Dong. and Deng Jianghong. (2022) Fluid-rock interactions at shallow depths in subduction zone: Insights from trace elements and B isotopic composition of metabasites from the Mariana forearc. Lithos 422-423, 106730. 原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0024493722001396
  • 《中国科学院海洋研究所在胸孔亚派蟹类系统演化研究方面获新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2022-05-10
    • 近日,中国科学院海洋研究所沙忠利课题组在胸孔亚派蟹类系统演化方面获得新进展。研究首次基于线粒体基因组揭示了胸孔亚派四总科的系统进化关系,相关成果发表在JCR一区期刊Frontiers in Marine Science上。 胸孔亚派(Thoracotremata)隶属于甲壳纲(Crustacean)十足目(Decapoda)短尾派(Brachyura),是蟹类中分化程度最高的类群。胸孔亚派涵盖4总科18科共1248个物种,其中沙蟹和方蟹营自由生活,角眼沙蟹被认为是跑得最快的无脊椎动物,豆蟹与软体、多毛、棘皮等无脊椎动物共生,珊隐蟹与珊瑚共生。该类群种类繁多,生活方式多样,进化关系复杂,一直是系统发生学研究的重点和难点。基于线粒体基因组对胸孔亚派的系统演化关系进行有效阐释,对研究其生物多样性,起源演化,生物地理学等具有重要价值。然而该研究发表前,国际上尚无对豆蟹和珊隐蟹总科线粒体基因组的报道。 研究获得了沙蟹、方蟹、豆蟹和珊隐蟹总科共12个物种的线粒体基因组序列,在豆蟹和珊隐蟹总科中发现了新的线粒体基因重排模式,并重建了基因重排的进化过程,提出了基因重排与胸孔亚派物种生活方式有关的新观点。研究还首次阐明了豆蟹和珊隐蟹总科的系统进化地位,豆蟹总科形成单系群,位于进化树最基部位置;珊隐蟹总科与沙蟹总科的一支聚为姐妹群,位于较进化的位置。因此,研究提示共生生活方式或许是胸孔亚派的一个祖征,这种生活方式在珊隐蟹中得以保留。研究进一步阐释了沙蟹和方蟹总科内部科的系统进化关系,并建议将沙蟹总科大眼蟹科Macrophthalmidae的霍氏三强蟹Tritodynamia horvathi归入方蟹总科弓蟹科Varunidae。 该研究得到了国家相关人才计划,中国科学院前沿科学重点研究计划及中国科学院战略性先导科技专项等项目资助。中国科学院海洋所孙邵娥博士为文章第一作者,沙忠利研究员为通讯作者。 论文链接: Sun, S., Jiang, W., Yuan, Z., Sha, Z., 2022. Mitogenomes Provide Insights Into the Evolution of Thoracotremata (Brachyura: Eubrachyura) Front. Mar. Sci. 9:848203. https://doi.org/10.3389/fmars.2022.848203