钼同位素揭示了俯冲板块和地幔之间的相互作用

近日，中国科学院中国科学技术大学戴立群教授课题组揭示了华北东部新生代和中生代镁铁质火成岩的地幔来源。通过对比钼同位素组成，中国克拉通在不同深度经历了不同类型的交代作用。他们的工作发表在地质学上。

俯冲板片在不同深度处沉淀出不同成分和性质的流体，在与地幔楔岩石相互作用时，由于物理条件和成分的显着差异，在界面附近发生交代作用。这种交代作用改变了地幔楔岩石的化学成分，产生了不同类型的岩浆作用。通过确定岩浆岩的成分，研究人员可以研究不同深度的地幔相互作用，从而揭示俯冲带的结构。

戴课题组对比了华北克拉通东部中新生代镁铁质火成岩中的钼同位素组成，发现了系统差异，表明弧下和弧后深度俯冲洋板衍生的流体中钼同位素组成存在差异。

该团队还发现，中生代镁铁质火成岩具有类似岛弧玄武岩的特征和比普通地幔更重的钼同位素组成，表明它们来自小地幔楔亚弧深度的俯冲洋板衍生流体。相比之下，新生代镁铁质火成岩显示出类似曾经岛玄武岩的特征，并且比普通地幔具有更轻的钼同位素，来自大地幔楔中弧后深度的脱水板片衍生熔体。

解释了在不同深度具有金红石稳定性的钼同位素组成的差异。俯冲板片中的钼主要赋存于金红石矿物中，金红石在弧下深度稳定，但在弧后深度分解。此外，该团队将Sr-Nd同位素与Mo同位素研究相结合，进一步证实中、新生代镁铁质火成岩地幔源在不同深度经历了不同类型的交代作用。

该工作为研究不同深度的地幔相互作用提供了一种有效的方法，有助于未来对俯冲带结构的认识。