研究揭示大洋中脊玄武岩分化过程中的锌同位素分馏

锌(Zn)同位素系统学是研究行星演化和追踪地幔中碳循环的有用工具。然而，地球上分布最广的岩浆岩大洋中脊玄武岩(MORB)的锌同位素数据很少。MORB分化和地幔组成异质性对MORB Zn同位素组成的可能影响尚不清楚。

近日，由中国科学院海洋研究所(IOCAS)肖媛媛教授领导的研究团队揭示了MORB分化过程中的系统性锌同位素分馏。

该研究于21月<>日发表在Geochimica et Cosmochimica Acta上。

研究人员报告了东太平洋隆起(EPR)在北纬10°30'处的MORB熔岩的锌同位素数据。这些样品的地球化学变化主要由不同程度的岩浆分化(MgO = 7.38–1.76 wt.%)控制，而不是由不同程度的地幔熔化或地幔组成变化控制。

小δ66在这些熔岩中观察到的锌范围为0.21–0.32‰，平均为0.26±0.07‰。δ66Zn值随岩浆分化程度的增加而增加(MgO和CaO丰度降低)，结果表明橄榄石、斜辉石和Fe-Ti氧化物分馏在MORB分化过程中Zn同位素分馏(~0.1‰)。

δ66原始正常型MORR(N-MORB)和耗尽型MOLB地幔(DMM)的Zn值估计分别为~0.22‰和~0.17‰。耗尽的MORB地幔(DMM)具有类似的δ66Zn值与块状硅酸盐地球，表明从最初原始的地幔中提取大陆地壳，留下残留的DMM，导致微不足道的Zn同位素分馏。

“虽然岩浆分化和其他火成岩过程可能导致有限的Zn同位素分馏，但预计海洋上地幔中可能存在Zn同位素异质性，并等待测试，”该研究的第一作者Sun Pu博士说。