[口头报告]K同位素揭示地幔过渡带中水的来源

K同位素揭示地幔过渡带中水的来源
编号：1019 稿件编号：845 访问权限：私有 更新：2023-04-09 19:42:04 浏览：127次 口头报告

报告开始：暂无开始时间 （Asia/Shanghai）

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摘要
地幔过渡带中水的来源是理解水跨圈层循环的关键，作为关键的流体活动性元素，K同位素是示踪地球深部水循环的潜在工具。
东北亚广泛分布的新生代板内火山岩记录了丰富的再循环物质，其形成与地幔过渡带中的滞留板片存在密切关系。本文选取东北亚俄罗斯远东地区的陆内高镁安山岩作为研究对象，前人通过全岩Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成和大地电磁测深研究，揭示高镁安山岩形成于有水参与的古老再循环沉积物部分熔融形成的熔体与上覆亏损地幔橄榄岩的反应。而地幔过渡带中滞留板片前缘控制了高的水含量，进而控制了高镁安山岩的形成（Xu et al., 2021）。但这些水的来源尚不清楚。针对这一问题，本文对高镁安山岩开展了系统的K同位素研究。
相较于地幔均一的K同位素组成（δ41K=-0.42‰ ± 0.08‰，Hu et al., 2021），俄罗斯远东地区新生代高镁安山岩具有相对宽泛且较轻的K同位素组成（δ41K=-0.36‰ ~ -0.83‰）。虽然这些较轻的K同位素组成与源区中俯冲沉积物的加入相吻合，但对亏损地幔与俯冲沉积物熔体进行二元混合模拟后，发现简单的二端元混合模型并不能解释K同位素和放射性成因同位素的协变关系，因此推测其源区的K同位素组成受俯冲沉积物熔体与富K流体的共同控制。综合全岩的K同位素与元素和Sr-Nd-Pb-Hf同位素的协变关系揭示至少3个端元控制了高镁安山岩的K同位素变异：亏损地幔、俯冲沉积物熔体和富K流体。前人的研究表明，脱水后的俯冲洋壳（榴辉岩）具有极轻的K同位素组成（δ41K=-1.64‰ ~ -0.24‰，Liu et al., 2020）。综合推测地幔过渡带滞留板片中水主要赋存在变质洋壳中，其具有极轻的K同位素组成，并对板内火山岩的K同位素组成具有重要影响。上述研究表明地幔过渡带滞留板片中的水是造成地幔K同位素组成不均一的不可忽略因素，同时暗示K同位素在示踪地球深部水循环的研究领域具有巨大的潜力。
关键字
K同位素；地幔过渡带；水循环
报告人
王枫
吉林大学

稿件作者
王枫 吉林大学
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