科技前沿！中国东部大陆岩石圈地幔及幔源岩浆

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（神秘的地球）据EurekAlert!地幔中水的研究是地幔地球物理及地球化学的热点课题之一。最近一项由中国科学技术大学中国科学院壳幔物质与环境重点实验室徐峥副研究员与龚冰博士及赵子福教授完成的题为 “中国东部大陆岩石圈地幔及幔源岩浆岩水含量和氢同位素组成” 的研究系统考察了中国东部岩石圈地幔的水含量及氢同位素组成。该研究发表于《中国科学地球科学》2016年第4期上。

水是岩石圈地幔中常见的成分之一，影响着地幔的物理性质（如粘滞度、导电性等）。水又是流体活动性元素（如大离子亲石元素LILE）的良好载体。在大洋俯冲带壳幔相互作用中，俯冲洋壳含有的大量水可以将洋壳中的流体活动性元素携带入上覆地幔楔中。地幔水的含量和氢同位素组成则可以反映俯冲洋壳在与地幔相互作用之前是否发生了脱水，前者还能反映地幔在形成后是否经历过部分熔融。

该研究了前人发表的数据，从地幔岩石本身和其熔融产物——玄武岩两个方面研究了中国东部岩石圈地幔的水含量。作者认为，玄武岩较高的水含量可以反映出岩石圈地幔曾经较为富含水。水主要源自俯冲大洋板片，通过俯冲带壳幔相互作用进入地幔中。岩石圈地幔的高水含量导致其强度低，从而容易被侵蚀而引起减薄。地幔包体的水含量较低，表明岩石圈地幔经历了水含量降低的过程。根据地幔包体的矿物元素组成和水含量的协变关系，岩石圈地幔水的降低可能是熔体抽取和上涌软流圈烘烤共同作用的结果。

该研究亦了前人发表的中国东部板内玄武岩中所含的斑晶以及幔源巨晶的氢同位素组成。这些数据大部偏离新鲜大洋中脊玄武岩（MORB）所代表的亏损地幔值。即使考虑到去气作用影响，玄武岩地幔源区仍具有偏离亏损地幔值的氢同位素组成。由于俯冲大洋板片本身可能具有不同于亏损地幔值的氢同位素组成，并且在板片脱水时氢同位素会发生分馏。中国东部岩石圈地幔异常的氢同位素组成也可能反映了其受到过俯冲大洋板片组分的交代。