近日，中国科年夜地空学院硕士研究生王思杰于导师黄方传授的引导下，以及海内外偕行互助，对于Mg同位素于洋中脊岩浆体系中的分馏举动举行了深切研究，经由过程高精度的Mg同位素数据，展现了矿物分散结晶历程对于残存熔体Mg同位素构成的影响。研究结果以“Magnesium isotope behavior in oceanic magmatic systems: Constraints from mid-ocean ridge lavas from the East Pacific Rise”为题揭晓在国际学术期刊《Earth and Planetary Science Letters》上。

镁(Mg)是地球主要的基本构成身分之一。近十年来，虽然年夜洋玄武岩的Mg同位素已经被广泛运用在理解地幔演化以及壳幔物资轮回，可是地幔部门熔融以及矿物分散结晶对于熔体Mg同位素构成的影响还不清晰，重要缘故原由是Mg同位素丈量精度不敷高，难以辨别岩浆历程中微小的Mg同位素分馏。

最近几年来黄方传授团队成立了基在t查验统计的丈量要领，今朝Mg同位素的阐发精度已经经优在0.03‰，数据品质到达世界一流。研究团队丈量了来自东承平洋洋隆北部(EPR, 9-10°N)以及堆叠扩张中央(9°N OSC)的洋中脊岩浆岩(图1)的Mg同位素构成，以研究分散结晶历程中Mg同位素的分馏举动。这些样品包孕相对于原始的玄武岩到演化的英安岩，其MgO含量从8.6 wt.%变迁到0.8 wt.%，其δ26Mg从-0.27 ‰变迁到-0.17 ‰, 体现出最初增长、随后持平、末了降低的趋向。这个趋向清晰地对于应了分散结晶的三个阶段，其主导矿物依次为橄榄石+斜长石、单斜辉石+斜长石、钛磁铁矿+单斜辉石+斜长石。

研究团队使用同位本质量均衡模子，预计了重要含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。模仿成果注解，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同位素变迁(图2)。该研究的一个主要结论是，当使用幔源熔体的Mg同位素构成来约束其地幔源区构成时，需要思量岩浆演化历程中分散结晶的影响。

论文第一作者是中国科学技能年夜学硕士研究生王思杰，通信作者为黄方传授，配合作者还包孕中国科学技能年夜学丁昕副研究员以及康晋霆副传授，美国佛罗里达年夜学M.R. Perfit传授和美国玻伊西州立年夜学V.D. Wanless副传授。该研究受国度天然科学基金(42073007)资助。

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以及堆叠扩张中央(9°N OSC) (b)东承平洋洋隆(EPR)堆叠扩张中央的详细组织图，包孕东侧的舒展分支、西侧的撤退退却分支和被两分支环抱的中央堆叠盆地。

图2东承平洋洋隆(EPR)岩浆岩Mg同位素于分散结晶历程中的变迁模子。黑线显示了于初始氧逸度为QFM以及恒定压力为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同位素变迁。标志为蓝色圆圈的样品(样品2746-14)履历铬铁矿的分散结晶孕育发生了异样轻的Mg同位素构成。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/p���ii/S0012821X24001729

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