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            趙瑞鵬等-EPSL+CG：弧前蛇紋巖泥火山記錄馬里亞納俯沖板塊最早期的脫水和脫碳過(guò)程
            
                    
                    
                    
            　　
            橄欖巖蛇紋巖化伴隨著(zhù)天然氫氣和無(wú)機甲烷的形成與二氧化碳封存等多種地質(zhì)過(guò)程，受到廣泛的關(guān)注?；∏暗蒯Ｐㄉ呒y巖由俯沖板塊在弧前深度發(fā)生低溫脫水，在俯沖隧道中交代橄欖巖形成。蛇紋巖相對周?chē)蠙鞄r密度大大降低，因此所形成的蛇紋巖泥可夾帶橄欖巖、蛇紋巖和變玄武巖巖塊等，沿弧前斷裂噴發(fā)到弧前地殼形成蛇紋巖泥火山。馬里亞納弧前發(fā)育地球上僅有的、正在噴發(fā)的泥火山，實(shí)時(shí)記錄了淺部俯沖隧道中的流固反應過(guò)程，記錄了在成熟俯沖帶俯沖板塊最早期的脫水/脫碳和俯沖板塊含水礦物的形成過(guò)程。為了研究上述關(guān)鍵地質(zhì)過(guò)程，IODP 366航次對馬里亞納弧前三個(gè)蛇紋巖泥火山進(jìn)行了鉆探，它們分別是Yinazao、Fantangis?a和Asùt Tesoru，對應的俯沖板塊深度分別為13、14和18公里，記錄馬里亞納島弧最淺的俯沖隧道過(guò)程。
            ????近日，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所趙瑞鵬博士、李洪顏研究員和徐義剛院士與University of South Florida的Jeffrey G. Ryan教授等人，系統研究了IODP 366航次鉆取的蛇紋巖泥火山及其中的變玄武巖包體，在俯沖板塊最早期的脫水/脫碳過(guò)程，以及俯沖板塊含水礦物形成的機制等方面取得了新認識。研究發(fā)現隨著(zhù)板塊俯沖深度增加，流體活動(dòng)性元素（FMEs）B、Rb、Cs和Li在蛇紋巖中的富集程度逐漸增加。Yinazao蛇紋巖明顯富集Sr和Ba，這與蛇紋巖中夾帶的變玄武巖虧損這些元素形成互補。蛇紋巖中FMEs和87Sr/86Sr之間的相關(guān)性反映了俯沖板塊流體、地幔和俯沖板塊之間的相互作用。Yinazao蛇紋巖的Sr-Ba和Asùt Tesoru蛇紋巖中的B-Rb-Cs-Li富集的同時(shí)，它們的87Sr/86Sr由介于沉積物和虧損地幔之間，向變玄武巖的平均值收斂。這些觀(guān)察結果表明，沉積物是俯沖板塊最早期釋放流體的來(lái)源，這些流體首先與地幔楔橄欖巖發(fā)生了反應，產(chǎn)生了高pH流體，此后與俯沖的海山玄武巖發(fā)生了反應。俯沖玄武巖中斜長(cháng)石的優(yōu)先分解導致高pH的蛇紋巖流體中所溶解的CaCO3沉淀，堿度降低，最終形成高Ca-Sr-Ba流體。長(cháng)石分解以后，硬柱石形成，此后粘土礦物分解，利蛇紋石向葉蛇紋石轉變，這些過(guò)程釋放出高B-Rb-Cs-Li和低Sr-Ba的流體。這一次流體釋放導致了在淺部俯沖隧道中早期沉淀的CaCO3的溶解，富Ca流體與其他礦物反應形成了異剝鈣榴巖組合和綠簾石。最后，這些流體演化成具有高堿度、低Ca-Sr-Ba、高B-Rb-Cs-Li的流體。該研究揭示出在俯沖隧道中，高pH流體對斜長(cháng)石早期分解、新的含水礦物生成以及CaCO3的沉淀起到至關(guān)重要的作用。本研究受到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目（2022YFF0801002）和國家自然基金項目（92258303）資助。

            圖1 馬里亞納俯沖板塊最早期的脫水/脫碳過(guò)程

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            論文信息：
            Zhao, R.P. (趙瑞鵬), Li, H.Y.* (李洪顏), Ryan, J.G., Johnston, R.M., Jensen, O., Xu, Y.G. (徐義剛), 2024. Serpentinite geochemistry documents the earliest dehydration and decarbonation of the subducting slab beneath the Mariana forearc. Earth and Planetary Science Letters 637: 118748
            論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2024.118748
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            Zhao, R.P.* (趙瑞鵬), Li, H.Y.* (李洪顏), Ryan, J.G., Wei, X., Yang, S.X., Xu, Y.G., 2024 (徐義剛). Geochemistry of metabasite in Mariana forearc serpentinite mudflows documents interactions between serpentinizing fluid and subducted seamount basalts. Chemical Geology 655: 122090
            論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2024.122090


            
                    
            
                
            
                
                
            
                    
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