中国科学家发表IODP 385航次新成果：加利福尼亚湾瓜伊马斯盆地初始洋壳的交代地幔源区特征

为了探讨瓜伊马斯盆地初始洋壳的地球化学特征和地幔源区组成，中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室地幔地球化学学科组博士生葛振敏、黄小龙研究员与河海大学海洋学院颉炜副教授及其合作者对国际大洋发现计划（IODP）385航次在加利福尼亚湾中部瓜伊马斯盆地（Guaymas Basin）Ringvent热液喷口附近的U1547和U1548站位（图1）获得的玄武质玻璃样品进行了原位主微量元素及Sr-B同位素组成特征研究，同时研究了加利福尼亚湾自北向南的裂陷扩张和地幔演化过程。该研究对深入理解不受地幔柱影响的板块边缘大陆裂解及初始海底扩张过程具有重要意义。

图2. U1547和U1548站位玄武质玻璃（a）δ¹¹B vs. B/Nb 及（b）δ¹¹B vs. ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr关系图

研究结果表明，加利福尼亚湾瓜伊马斯盆地的玄武质玻璃样品主要为拉斑玄武质，呈现出E-MORB的稀土和微量元素配分模式，但更为富集流体活动性元素（Ba、K）和亏损流体不活动元素（Nb、Ta、Ti）。此外，这些样品具有比MORB更高的B含量(3.07 ~ 3.67 ppm)、更为富集的Sr同位素组成（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.7032 ~ 0.7037）以及更重的B同位素组成（δ¹¹B = − 5.52‰ ~ +1.20‰）。基于B/Nb和Sr-B同位素比值混合模型，模拟结果显示瓜伊马斯盆地的初始洋壳可能源自亏损地幔（DMM），同时受部分脱水的蚀变洋壳（AOC）和俯冲沉积物（Sed）熔体交代混染影响（图2）。其中，俯冲沉积物可能是造成样品高B含量及富集Sr同位素组成的主要原因，而样品重B同位素组成则主要受蚀变洋壳影响。位于热液喷口边部的U1548站位样品比位于热液喷口内部的U1547站位样品（图1c）具有更为离散的B同位素组成（图2），可能是由于B同位素分馏程度随着温度升高而降低。