Исследование выявило неоднородный состав мантийных источников бонинита из Бонина и Троодоса.

6 июня 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

надежный источник

корректура

Ли Юань, Китайская академия наук

Магмы зоны субдукции характеризуются высоким содержанием флюидов и соотношением Fe3+/ΣFe, которые тесно связаны с флюидами, полученными из плит во время субдукции. Однако вместо более тяжелого изотопного состава железа, предпочтительного в окисленном состоянии, дуговые магмы имеют более легкий изотопный состав железа, чем базальты морского дна, включая базальты срединно-океанических хребтов (MORB) и базальты океанических островов (OIB).

Остается неясным, унаследован ли более легкий изотопный состав железа магм, связанных с субдукцией, от истощенного мантийного источника или вызван добавлением окисленных флюидов, полученных из плит.

Недавно исследовательская группа под руководством профессора Сяо Юаньюаня из Института океанологии Китайской академии наук (IOCAS) сообщила о новых данных по изотопам железа для бонинита с низким содержанием кальция с островов Бонин и подводной дуги у берегов Японии, а также для бонинита с высоким содержанием кальция. из офиолитового комплекса Троодос на Кипре, который, как полагают, образовался в результате плавления сильно обедненной огнеупорной мантии с различным воздействием флюидов, полученных из плит. Их исследование было опубликовано в журнале Lithos.

Исследователи обнаружили, что значения δ56Fe бонинита Бонина сильно варьируются под влиянием минеральных кумулатов, в то время как значения δ56Fe бонинита Троодоса были относительно однородными. Вместе с литературными данными по бониниту из Новой Каледонии среднее значение δ56Fe высококальциевого бонинита Троодоса было выше, чем у низкокальциевого бонинита из Бонина и Новой Каледонии, последняя из которых произошла из более тугоплавкого мантийного источника. Таким образом, вариация изотопов железа в бонините в разных наборах образцов отражает неоднородный состав мантии, вызванный различной историей предшествующего истощения.

Кроме того, исследователи обнаружили обратную корреляцию уменьшения δ56Fe с увеличением Ba/La в бонините Троодоса, что отражает добавление водных флюидов в мантийный источник метасоматоза в течение долгой истории эволюции до плавления. С другой стороны, бонинитовую магму Бонина лучше всего можно было понять как результат плавления высокоупорной мантии, смешанной с расплавами, полученными из плит.

Настоящее исследование показывает, что влияние субдукционной компоненты на изотопный состав железа бонинитов может быть ограниченным (например, бонинит Троодос) или скрытым (например, бонинит Бонин), тогда как влияние высокотугоплавких мантийных источников более существенно, что также может быть ответственным за относительно более легкий изотопный состав железа магм, связанных с субдукцией, чем базальты морского дна.

«Учитывая ограниченность имеющихся на данный момент данных об изотопном составе железа бонинита, необходимо систематически изучать изотопный состав железа бонинита различного состава, чтобы лучше понять петрогенезис бонинита и вариации изотопов железа в магмах, связанных с субдукцией», — сказал он. Профессор Сяо.

Больше информации: Юаньюань Сяо и др., Неоднородный состав мантийных источников бонинита из Бонина и Троодоса, данные по вариациям изотопов железа, Lithos (2023). DOI: 10.1016/j.lithos.2023.107214

Предоставлено Китайской академией наук