本报讯 9月30日,郑永飞院士团队陈伊翔特任教授在俯冲带深部流体中Fe的迁移行为和氧化还原性质方面取得重要进展,相关成果发表在地球化学领域顶尖期刊Geochimica et Cosmochimica Acta。
板块构造和俯冲带的存在是地球区别于太阳系内其它固态行星的重要标志之一。氧化还原敏感元素(Fe、C和S等)在俯冲板片和地幔楔之间的化学传输极大改变地幔楔和弧岩浆的氧化还原状态,进而影响俯冲带金属元素的迁移富集和成矿作用,因而是国际学术界研究的热点和前沿。
针对这个问题,该团队选取意大利西阿尔卑斯造山带Dora-Maira地体的白片岩进行研究。在这些岩石中,人类最早发现了柯石英这种指示超高压变质的矿物,揭开了大陆深俯冲和超高压变质作用研究的序幕,并极大推动了大陆动力学的发展。这些岩石受到了国际学术界的广泛关注。该团队的前期工作结合Mg和O同位素以及锆石微区分析,查明了白片岩的原岩为变花岗岩,厘清了35年以来关于其原岩性质的争议。
近期该团队针对白片岩Fe同位素的分析结果揭示,其具有全球高温岩石中最重的Fe同位素组成(δ56Fe高达1.22‰)。其Fe同位素组成明显不符合火成岩的岩浆演化趋势,指示了俯冲带流体交代过程的影响。
团队根据西阿尔卑斯造山带的构造演化特征,进一步提出了大陆俯冲隧道中俯冲板片-地幔楔界面流体交代过程中Fe迁移的构造模型。总之,这项成果提供了利用Fe同位素示踪俯冲带深部流体性质的新思路和典型案例,揭示了俯冲带深部局部相对还原性流体的存在,对理解弧岩浆和地幔楔的氧化还原状态和Fe同位素体系都具有重要意义。
审稿人高度评价该成果“我认为这项工作是研究俯冲过程中地质储库之间氧化还原能力交换的一个里程碑”,“作者详尽的研究为俯冲带交代作用提供了独特视角”。论文第一作者为陈伊翔特任教授,陈伊翔和中国地质大学何永胜为共同通讯作者。
(地球和空间科学学院 )