蚀变洋壳Si同位素组成

本项目由科技部专项（2016YFC0600404）、国家自然科学基金（41503001和41573017）、基金委杰出青年基金（41325011）、先导专项（B）和111项目资助。

本研究分析了经过低温海水蚀变和高温热液蚀变的洋壳样品的硅（Si）同位素。这些样品来自东太平洋洋隆（IODP 1256），包括了经过不同蚀变温度、不同水岩作用的玄武岩和辉长岩。结果显示，这些样品的硅同位素较均一，δ30Si的范围从−0.38‰到−0.27‰，平均值为−0.32 ± 0.06‰ (2SD, N=50)。该钻孔的硅同位素组成与全球新鲜的洋中脊样品的硅同位素组成在误差范围内一致（−0.27 ± 0.06‰, 2SD; Savage et al., 2014），与样品的深度和蚀变程度、蚀变温度等都没有关系。这说明，无论在低温海水蚀变过程中还是在高温热液蚀变过程中，在蚀变洋壳的全岩尺度上，硅同位素都没有发生分馏。

蚀变洋壳在俯冲过程中会发生部分熔融，熔融过程中可能会产生硅同位素的分馏。通过第一性原理计算得出，熔体具有重的硅同位素组成，残留矿物中具有轻的硅同位素组成。这表明，即使整体的蚀变洋壳具有均一的硅同位素组成，但经过部分熔融后，其熔体和残留矿物可能会造成地幔的硅同位素的不均一。

本项目由科技部专项（2016YFC0600404）、国家自然科学基金（41503001和41573017）、基金委杰出青年基金（41325011）、先导专项（B）和111项目资助。文章已被Chemical Geology接收（Yu, H.-M., Li, Y.-H., Gao, Y.-J., Huang, J. and Huang, F. Silicon isotopic compositions of altered oceanic crust: Implications for Si isotope heterogeneity in the mantle）