Nature子刊刊發中科院海洋所最新研究成果

近日，Nature子刊Nature Communications以Article形式在線發表中科院海洋所大洋巖石圈與地幔動力學課題組關於利用Mo同位素體系示蹤俯衝帶流體性質最新成果，對理解島弧巖漿作用、地幔楔氧逸度及研究殼幔循環作用具有重要意義。陳碩博士為文章第一作者兼通訊作者。 　　  

俯衝帶是地球表生圈層和深部圈層化學交換的主要場所。俯衝板片在俯衝過程中通過一系列的變質、脫水反應形成流體，並誘發地幔楔部分熔融進而產生島弧火山作用。然而，目前關於俯衝流體通量的大小、來源及性質的認識仍十分有限。針對以上科學問題，陳碩博士在英國皇家科學院院士、英國布裡斯託大學教授Tim Elliott及合作導師牛耀齡研究員指導下，聯合德國柏林自由大學Timm John教授、英國布裡斯託大學Remco Hin、Richard Brooker博士，對來自西班牙Cabo Ortegal Complex及厄瓜多Raspas Complex地區的榴輝巖及藍片巖樣品進行了系統的Mo同位素分析，並開展了相關高溫高壓實驗。研究發現，這些樣品的Mo同位素和Mo/Ce比值正相關，並且均低於虧損地幔值，顯示洋殼Mo同位素在俯衝過程中發生了顯著分餾。結合高溫高壓實驗，揭示了Mo同位素在俯衝過程的分餾機制，估算了俯衝流體通量大小及氧逸度。計算結果發現，這些樣品在俯衝過程中經歷了大量氧化性流體，並且指示這些流體來源於下伏蛇紋石化板片橄欖巖（serpentinised slab mantle）。該研究為利用Mo同位素體系示蹤俯衝流體性質提供了全新思路，對理解島弧巖漿作用、地幔楔氧逸度及研究殼幔循環作用具有重要意義。 

近期，該課題組在非傳統穩定同位素研究方面取得了系列進展，其中通過揭示Fe同位素在MORB演化過程中的分餾機制為矽酸鹽地球具有球粒隕石δ56Fe值這一假說提供了重要依據，相關工作已發表在國際地球化學領域期刊Geochimica et Cosmochimica Acta，陳碩博士為論文第一作者，陳碩博士和牛耀齡研究員為共同通訊作者。