近日，中国科年夜地空学院硕士研究生王思杰在导师黄方传授的指点下，和国表里同业合作，对Mg同位素在洋中脊岩浆系统中的分馏行动进行了深切研究，经由过程高精度的Mg同位素数据，揭露了矿物分手结晶进程对残存熔体Mg同位素构成的影响。研究功效以“Magnesium isotope behavior in oceanic magmatic systems: Constraints from mid-ocean ridge lavas from the East Pacific Rise”为题颁发在国际学术期刊《Earth and Planetary Science Letters》上。

镁(Mg)是地球主要的根基构成成份之一。近十年来，固然年夜洋玄武岩的Mg同位素已被普遍利用在理解地幔演变和壳幔物资轮回，可是地幔部门熔融和矿物分手结晶对熔体Mg同位素构成的影响还不清晰，首要缘由是Mg同位素丈量精度不敷高，难以辨别岩浆进程中细小的Mg同位素分馏。

最近几年来黄方传授团队成立了基在t查验统计的丈量方式，今朝Mg同位素的阐发精度已优在0.03‰，数据质量到达世界一流。研究团队丈量了来自东承平洋洋隆北部(EPR, 9-10°N)和堆叠扩大中间(9°N OSC)的洋中脊岩浆岩(图1)的Mg同位素构成，以研究分手结晶进程中Mg同位素的分馏行动。这些样品包罗相对原始的玄武岩到演变的英安岩，其MgO含量从8.6 wt.%转变到0.8 wt.%，其δ26Mg从-0.27 ‰转变到-0.17 ‰, 表示出最初增添、随后持平、最后下降的趋向。这个趋向清晰地对应了分手结晶的三个阶段，其主导矿物顺次为橄榄石+斜长石、单斜辉石+斜长石、钛磁铁矿+单斜辉石+斜长石。

研究团队利用同位本质量均衡模子，估量了首要含Mg矿物橄榄石(Ol)、单斜辉石(Cpx)和钛磁铁矿(Ti-Mgt)与熔体间表不雅分馏系数Δ26Mgmineral-melt。摹拟成果注解，当Δ26MgOl-melt≈-0.10 ‰，Δ26MgCpx-melt≈0.00 ‰，和Δ26MgTi-Mgt-melt≈0.20 ‰时，矿物结晶可以很好地注释样品中的Mg同位素转变(图2)。该研究的一个主要结论是，当利用幔源熔体的Mg同位素构成来束缚其地幔源区构成时，需要斟酌岩浆演变进程平分离结晶的影响。

论文第一作者是中国科学手艺年夜学硕士研究生王思杰，通信作者为黄方传授，配合作者还包罗中国科学手艺年夜学丁昕副研究员和康晋霆副传授，美国佛罗里达年夜学M.R. Perfit传授和美国博伊西州立年夜学V.D. Wanless副传授。该研究受国度天然科学基金(42073007)帮助。

图1(a)东承平洋洋隆(EPR)北部的地舆位置图。文中所测试的岩浆岩样品均来自EPR 9°50′N和堆叠扩大中间(9°N OSC) (b)东承平洋洋隆(EPR)堆叠扩大中间的具体组织图，包罗东侧的舒展分支、西侧的撤退退却分支和被两分支环抱的中间堆叠盆地。

图2东承平洋洋隆(EPR)岩浆岩Mg同位素在分手结晶进程中的转变模子。黑线显示了在初始氧逸度为QFM和恒定压力为1.5kbar的环境下，按照MELTS计较的结晶汗青，完善地再现了东承平洋洋隆(EPR)熔岩Mg同位素转变。标识表记标帜为蓝色圆圈的样品(样品2746-14)履历铬铁矿的分手结晶发生了异常轻的Mg同位素构成。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X24001729

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