王健等–GRL:利用Zn-Mo同位素示蹤深部碳循環(huán)
了解碳在地球上的循環(huán)對于我們理解生命起源、地質(zhì)過程和氣候變化至關重要。研究碳循環(huán)不僅是構建宜居地球的基礎,也符合“碳中和”政策的需要。地球上的碳大部分儲存在地表的沉積碳酸鹽中,并可以隨俯沖板塊進入到地球內(nèi)部。長期以來,科學家們一直在探討俯沖碳酸鹽的去向和影響。
近日,中國科學院廣州地球化學研究所博士后王健、唐功建研究員與王強研究員等人合作,首次對中國西部塔里木地區(qū)新生代大陸板內(nèi)堿性玄武巖進行了系統(tǒng)的Zn-Mo同位素組成研究,并與中國東部新生代玄武巖進行對比,為俯沖碳酸鹽能夠到達的地幔深度及最終命運提供了約束。
我們的研究發(fā)現(xiàn),中國西部和東部的新生代火山巖中都含有高于正常地幔的Zn-Mo同位素組成,表明這些火山巖源區(qū)中都存在再循環(huán)碳酸鹽組分。模擬結(jié)果顯示,這些火山巖的源區(qū)可能來自含有少于5%碳酸鹽的洋殼熔融形成。
盡管地球物理數(shù)據(jù)顯示中國西部地區(qū)沒有滯留板片,但成分異常暗示可能存在古老的再循環(huán)含碳蝕變洋殼組分。這些組分可能保留在地幔過渡帶附近,并參與了中國西部新生代火山巖的形成。我們的研究為了解大陸板內(nèi)火山巖的形成提供了新的見解,也揭示了深部碳循環(huán)過程中的重要細節(jié)(圖1)。
研究成果受到青藏高原第二次科考(2019QZKK0702)、新疆省重大科技項目(202101679)、國家自然科學基金青年基金項目(42203017)以及博士后面上基金項目(2022M710147)等的資助,并發(fā)表在國際地球科學領域知名期刊《Geophysical Research Letters》上。
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論文信息:
Wang, J (王健), Tang, G.-J* (唐功建), Sebastian Tappe, Li, J (李杰), Zou, Z-Q (鄒宗琪), Wang, Q (王強), Su, Y-P (蘇玉平), Zheng, J-P (鄭建平). 2024. Tracing subducted carbonates in Earth's mantle using zinc and molybdenum isotopes. Geophysical Research Letters, 51, e2023GL105208. https://doi.org/10.1029/2023GL105208.

圖1:利用Zn-Mo同位素示蹤俯沖碳酸鹽在地幔中的命運

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