第七届青年地学论坛

在约45亿年的历史中，地幔经历了部分熔融、地壳物质再循环和交代作用的改造。地幔地球化学的一个主要任务是探索这些过程对地幔演化和成分变化的贡献，从而提高我们对地幔动力学的认识。同位素是地幔地球化学中常用的有效示踪手段，可以甄别地幔中不同组分的再循环壳源物质，示踪熔/流体的产生和迁移过程，以及制约氧逸度和熔/流体在地幔交代过程中的作用。
锌是第一行过渡族金属，是高度挥发性、亲石/亲铜性和中等不相容性元素。因与镁和二价铁具有相似的半径，锌通常取代矿物中镁和二价铁位置。在橄榄岩中，锌主要赋存在橄榄石、斜方辉石和尖晶石中，而单斜辉石和石榴石仅含量少了的锌。锌有五种稳定同位素，分别为⁶⁴Zn, ⁶⁶Zn, ⁶⁷Zn, ⁶⁸Zn 和⁷⁰Zn。在锌同位素地幔地球化学方面，我们所取得的主要成果为（1）发现尖晶石和石榴石相原始地幔具有一致的锌同位素组成（δ⁶⁶Zn = 0.17 ± 0.07‰和0.18 ± 0.04‰）；（2）揭示不同成分熔体-橄榄岩反应会导致显著的锌同位素分馏，是地幔锌同位素组成不均一的主要因素，同时获得橄榄石锌同位素动力学分馏系数β的经验值(0.05 ‒ 0.06)；（3）发现Kamchatka-Aleutian岛弧岩浆岩具有与MORB一致的锌同位素组成，论证岛弧岩浆岩比地幔重的锌同位素组成是部分熔融过程中锌同位素分馏所致，不需要俯冲板块物质的贡献。
 

锌同位素，地幔，熔体-橄榄岩反应，同位素动力学分馏