永利6774app手机版官网地科系教師李豔青在期刊《Geoscience Frontiers》上發表題為《Deep recycling of volatile elements in the mantle: Evidence from the heterogeneous B isotope in intra-plate basalts》的研究論文。

地球内部的揮發分對地球動力學系統和化學成分的演化有着重要作用。俯沖作用是地球表面流體進入地幔的主要途徑。然而，俯沖的含水物質是否可以幸存下來，哪些含水物質能被殘餘闆片帶至深部地幔長期保存，如何示蹤這些物質的地幔循環過程，這些科學問題值得深究。

為此，本研究對中國東部中段以及東南沿海地區新生代玄武岩開展了全岩地球化學組成及硼同位素組成的研究。結果顯示，這些玄武岩中的硼同位素組成表現出極大的不均一性，δ¹¹B值最小從–14.3‰到+8.2‰，這個變化區間比以往發表的洋島玄武岩的變化區間都要大，而代表虧損上地幔的大洋中脊玄武岩僅表現出較為均一的δ¹¹B值（–7.1‰±0.9‰；圖1）。這表示，研究區玄武岩具有不均一的源岩組成，低的δ¹¹B值代表可能有脫水洋殼的參與，而極高的δ¹¹B值則指示含水組分的加入。進一步地，結合全岩地球化學組成（圖3）及Sr-Nd-Pb同位素組成，我們發現，研究區高δ¹¹B值代表了源區存在俯沖蛇紋岩組分，而較低的δ¹¹B值代表了源區再循環沉積物的特征。

中國東部廣泛分布新生代玄武岩，其成因被認為與地幔過渡帶滞留的殘餘太平洋闆片有關。本研究在闆内玄武岩中所觀察到的俯沖蛇紋岩的信号，暗示蛇紋岩可以随着俯沖闆片俯沖至深部地幔，而大洋闆片中由地幔岩經曆水岩相互作用而形成的蛇紋岩，可能是滞留闆片中水的主要來源。這項研究從硼同位素的角度為滞留闆片中的殘餘流體來源提供了佐證。

論文信息: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

圖1.研究區玄武岩硼同位素組成與典型洋島玄武岩及MORB中硼同位素組成的對比

圖2.論文首頁