研究揭示太平洋洋隆之下軟流圈地幔中鐵同位素的高度不均一性

2020-09-21 中科院之聲

近日，Geochimica et Cosmochimica Acta在線刊發中國科學院海洋研究所肖媛媛課題組研究人員對東太平洋洋隆5-15°N兩側海山玄武巖的鐵（Fe）同位素的研究成果，揭示了太平洋洋隆之下軟流圈地幔中Fe同位素的高度不均一性。

對大洋中脊玄武巖（MORB）的研究表明，上地幔在元素和放射性成因同位素均存在較大尺度的不均一性。Fe是地幔巖中的主要元素，目前對Fe同位素在MORB源區地幔中是否均一仍有爭議。研究通過對1988年Raitt 02航次拖網獲得的東太平洋洋隆5-15°N兩側海山玄武巖的Fe同位素進行分析，揭示了大洋中脊之下軟流圈地幔中Fe同位素的高度不均一性。Fe同位素與主量元素、微量元素和Sr-Nd-Hf-Pb同位素均呈現很好的相關性，重Fe同位素賦存於富集不相容元素的地幔組分之中，表明重Fe同位素在巖漿作用過程中更不相容。低部分熔融程度（Low-F）熔體的地幔交代作用是造成重Fe同位素富集的主要原因。Low-F交代熔體形成於軟流圈地震波低速帶（LVZ），並在上覆巖石圈地幔底部結晶出富集重Fe同位素的輝石巖脈體。這種古老、被交代的大洋巖石圈地幔物質經俯衝作用進入地球內部並循環到MORB源區地幔中，造成Fe同位素、元素與Sr-Nd-Hf-Pb同位素的高度不均一性。

海洋所博士孫普該論文第一作者，孫普和海洋所研究員牛耀齡為論文通訊作者。研究得到了國家自然科學基金、國家自然科學基金-山東省聯合基金、青島海洋科學與技術試點國家實驗室和「111計劃」等聯合資助。

EPR海山玄武巖中Fe同位素組成的高度變化

來源：中國科學院海洋研究所

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