近日，中國科學院廣州地球化學研究所博士后王健、研究員唐功建與王強等人合作，利用Zn-Mo同位素示蹤俯沖碳酸鹽在地幔中的命運，揭示了深部碳循環過程中的重要細節。相關成果發表于《地球物理研究通訊》。
利用Zn-Mo同位素示蹤俯沖碳酸鹽在地幔中的命運。受訪者供圖
了解碳在地球上的循環對于我們理解生命起源、地質過程和氣候變化至關重要。研究碳循環不僅是構建宜居地球的基礎，也符合“碳中和”政策的需要。地球上的碳大部分儲存在地表的沉積碳酸鹽中，并可以隨俯沖板塊進入到地球內部。長期以來，科學家們一直在探討俯沖碳酸鹽的去向和影響。
該研究首次對中國西部塔里木地區新生代大陸板內堿性玄武巖進行系統的Zn-Mo同位素組成研究，發現中國西部和東部的新生代火山巖中都含有高于正常地幔的Zn-Mo同位素組成，表明這些火山巖源區中都存在再循環碳酸鹽組分。模擬結果顯示，這些火山巖的源區可能來自含有少于5%碳酸鹽的洋殼熔融形成。
盡管地球物理數據顯示中國西部地區沒有滯留洋殼板片，但成分異常暗示可能存在古老的再循環含碳蝕變洋殼組分。這些組分可能保留在地幔過渡帶附近，并參與了中國西部新生代火山巖的形成。
該研究結果與中國東部新生代玄武巖進行對比，為俯沖碳酸鹽能夠到達的地幔深度及最終命運提供了約束。同時為了解大陸板內火山巖的形成提供了新的見解，也揭示了深部碳循環過程中的重要細節。
上述研究得到青藏高原第二次科考、新疆省重大科技項目、國家自然科學基金青年基金項目以及博士后面上基金項目等的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1029/2023GL105208
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