第七届青年地学论坛

板片俯冲可以将地球表层的碳酸盐物质带入深部地幔，进而对地球深部碳循环起到至关重要的作用。这种再循环的地表氧化性的碳进入深部地幔后，可以改变地幔的物理性质及其局部的氧化还原状态，提高地幔的熔融能力。橄榄石斑晶作为幔源岩浆中最早结晶的矿物，其组成可以记录地幔源区不同岩性的差异，为示踪地幔中富CO₂岩性提供了一个新颖的视角。基于此，本研究发表了中国东部新生代霞石岩中橄榄石斑晶的数据，这些橄榄石斑晶表现出极高的Ca (1108–6575 ppm)、Mn (1595–5065 ppm)和低的Fo值(71–85)，明显不同于贫CO₂地幔源区（如：橄榄岩或辉石岩地幔）的橄榄石组成（Ca < 3000 ppm, Mn < 2500 ppm）。我们认为橄榄石斑晶的这些特点是继承自碳酸盐化榴辉岩来源熔体中高CaO，MnO以及低MgO的特征，而这一观点也得到了橄榄石斑晶所捕获的熔体包裹体组成（与碳酸岩化榴辉岩来源的实验熔体组成相似）的进一步验证。另外，我们也对这些霞石岩中的橄榄石捕虏晶进行了分析，这些橄榄石捕虏晶呈现出明显的成分环带，其核部组成与地幔橄榄岩中橄榄石组成一致，代表了地幔捕虏体的解体；边部具有与橄榄石斑晶高度相似的成分变化，暗示了岩浆上升过程中熔体-岩石反应过程对岩浆成分的改变，而橄榄石斑晶中Ca、Mn与Fo明显的负相关则是由这种变化所引起。我们的研究首次表明橄榄石斑晶可以记录深部地幔中碳酸岩化榴辉岩的信号，突出了橄榄石斑晶在示踪地幔富CO₂岩性中的优势。

橄榄石斑晶,熔体包裹体,碳酸盐化榴辉岩,霞石岩,深部碳循环