中国科学院发现大洋岩石圈地幔普遍存在反转的矿物间Fe-Zn同位素分馏

大洋岩石圈地幔是地球内部与表层系统之间物质和能量交换的关键纽带，其形成演化与部分熔融、熔体交代和水化作用等密切相伴。传统观点认为，水化主要发生在洋中脊热液蚀变或后期蛇纹石化过程中，属于浅部、局部现象。然而，中国科学院地质与地球物理研究所苏本勋研究员及合作者，在西藏普兰蛇绿岩（图1）的岩石学基础上对其橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和尖晶石等共存矿物的Fe-Zn同位素分析发现，蛇绿岩地幔橄榄岩普遍呈现出与大陆地幔捕虏体截然相反的同位素分馏序列：硅酸盐矿物（橄榄石、辉石）的δ⁵⁶Fe和δ⁶⁶Zn值普遍高于共存的尖晶石，而理论平衡分馏和大陆地幔捕虏体的观测结果则显示尖晶石富集重Fe和重Zn同位素（图2）。这一‘反转’的矿物间同位素分馏现象同样见于全球蛇绿岩、深海橄榄岩和造山带橄榄岩中，表明它可能是大洋岩石圈地幔的一个普遍特征。

图1 普兰蛇绿岩构造位置及地质简图

图2 普兰蛇绿岩中橄榄岩及其他类型橄榄岩中矿物的Fe-Zn同位素组成对比