《Nature子刊刊发海洋所非传统稳定同位素最新研究成果》

  • 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:2019-11-06
  • 近日,Nature子刊Nature Communications以Article形式在线发表中国科学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 Hin、Richard 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。

    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。

  • 原文来源:http://www.qdio.cas.cn/xwzx/kydt/201910/t20191026_5412771.html
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    •  日前,Nature子刊Nature Comminucations以Article形式刊发海洋所深海中心孙卫东课题组关于板块俯冲样式转变的最新研究论文“Continuous plate subduction marked by the rise ofalkali magmatism 2.1 billion years ago”。  在漫长的地质历史时期中,地球的板块俯冲样式随着地幔温度的降低发生过重要的转变。在地球早期,其构造样式以滞留盖型(Stagnant-lid)垂向构造体制为主,此时的板块俯冲作用多呈短暂的、间歇性的俯冲(Episodic subduction)样式。后来,随着地幔温度的逐渐降低,板块俯冲的样式转变成为现在所看到的持续性的俯冲(Continuous subduction),表现为大洋板块沿汇聚型板块边界持续性地循环至地幔中。  本世纪以来,人们对于板块构造的开始时间问题展开了一系列研究,但是关于板块俯冲样式的改变研究者甚少,而对于从间歇性俯冲向持续性俯冲的转变时间问题成果更为有限。  中国科学院海洋所深海中心孙卫东研究员,指导其博士后刘鹤,采用统计学手段处理了全球约55000件基性岩浆岩样品的地球化学数据,以全新的方法和视角对这一问题展开了深入研究。因为板块俯冲会将冷的大洋板块俯冲循环至热的地幔中,如果板块俯冲样式在地质历史时期的某一时刻从间歇性俯冲转变为持续性俯冲,其中一个重要结果就是会加速地幔的降温。刘鹤等人研究发现,21亿年前地球上开始出现大量碱性玄武岩,而碱性玄武岩的大量出现恰恰是地幔温度快速降低的结果。因此,刘鹤等人提出,持续性的板块俯冲体制开始于21亿年前。  该该文第一作者为刘鹤,通讯作者为孙卫东。 研究得到了中国科学院先导专项(XDB18020000)、国家重点研发计划(2016YFC0600408)、国家自然科学基金(41473029)等联合资助。        论文信息:  He Liu, Weidong Sun, Robert Zartman, Ming Tang, 2019. Continuous plate subduction marked by the rise of alkali magmatism 2.1 billion years ago. Nature Communications 10:3408, in press.  全文链接:  https://www.nature.com/articles/s41467-019-11329-z
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