99905银河官方网地科系教师李艳青在期刊《Geoscience Frontiers》上发表题为《Deep recycling of volatile elements in the mantle: Evidence from the heterogeneous B isotope in intra-plate basalts》的研究论文。

地球内部的挥发分对地球动力学系统和化学成分的演化有着重要作用。俯冲作用是地球表面流体进入地幔的主要途径。然而，俯冲的含水物质是否可以幸存下来，哪些含水物质能被残余板片带至深部地幔长期保存，如何示踪这些物质的地幔循环过程，这些科学问题值得深究。

为此，本研究对中国东部中段以及东南沿海地区新生代玄武岩开展了全岩地球化学组成及硼同位素组成的研究。结果显示，这些玄武岩中的硼同位素组成表现出极大的不均一性，δ¹¹B值最小从–14.3‰到+8.2‰，这个变化区间比以往发表的洋岛玄武岩的变化区间都要大，而代表亏损上地幔的大洋中脊玄武岩仅表现出较为均一的δ¹¹B值（–7.1‰±0.9‰；图1）。这表示，研究区玄武岩具有不均一的源岩组成，低的δ¹¹B值代表可能有脱水洋壳的参与，而极高的δ¹¹B值则指示含水组分的加入。进一步地，结合全岩地球化学组成（图3）及Sr-Nd-Pb同位素组成，我们发现，研究区高δ¹¹B值代表了源区存在俯冲蛇纹岩组分，而较低的δ¹¹B值代表了源区再循环沉积物的特征。

中国东部广泛分布新生代玄武岩，其成因被认为与地幔过渡带滞留的残余太平洋板片有关。本研究在板内玄武岩中所观察到的俯冲蛇纹岩的信号，暗示蛇纹岩可以随着俯冲板片俯冲至深部地幔，而大洋板片中由地幔岩经历水岩相互作用而形成的蛇纹岩，可能是滞留板片中水的主要来源。这项研究从硼同位素的角度为滞留板片中的残余流体来源提供了佐证。

论文信息:Li Y Q, Kitagawa H, Ma C Q, et al. Deep recycling of volatile elements in the mantle: Evidence from the heterogeneous B isotope in intra-plate basalts[J]. Geoscience Frontiers, 2024, 15(6): 101900. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987124001245

图1.研究区玄武岩硼同位素组成与典型洋岛玄武岩及MORB中硼同位素组成的对比

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