近日,國(guó)際著名地學(xué)雜志《Geology》在線發(fā)表深海所彭曉彤研究團(tuán)隊(duì)撰寫的論文“Challenger Deep basalts reveal Indian-type Early Cretaceous oceanic crust subducting in the southernmost Mariana Trench”,徐文景博士為文章第一作者。該文利用全海深載人潛水器“奮斗者”號(hào)在馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵采集的玄武巖開展了系統(tǒng)的巖石學(xué)、礦物學(xué)、年代學(xué)和地球化學(xué)研究,證實(shí)挑戰(zhàn)者深淵俯沖板片為早白堊世太平洋板塊(~125Ma),發(fā)現(xiàn)這些玄武巖具有印度洋型地幔域同位素特征,深化了對(duì)馬里亞納海溝形成和俯沖過程的認(rèn)識(shí)。
此項(xiàng)研究有以下3個(gè)方面的重要認(rèn)識(shí):(1)早白堊世太平洋MORB發(fā)育印度洋型地幔域同位素特征。研究樣品具有與其他西北太平洋MORB相似的微量元素和Hf同位素組成,但略微富集不相容元素,具有略微富集的Sr–Nd–Pb同位素組成,表現(xiàn)出印度洋型地幔域同位素特征——這些特征可能是地幔柱–洋中脊相互作用的產(chǎn)物。(2)馬里亞納海溝俯沖大洋板片在弧巖漿成分多樣性形成過程中起著關(guān)鍵作用。本研究明確了具有印度洋型地幔域同位素特征的早白堊世太平洋MORB是馬里亞納弧巖漿Pb元素組成的重要端元之一。(3)馬里亞納海溝最南部俯沖起始時(shí)間可能在~55Ma。來自挑戰(zhàn)者深淵北部的一件弧前玄武巖(FAB)樣品給出40Ar/39Ar年齡為55.0 ±3.0 Ma——與IBM初始俯沖時(shí)間在誤差范圍內(nèi)一致,考慮到以往研究樣品采集深度均淺于7000m深度,馬里亞納海溝最南端俯沖起始時(shí)間可能提前到~55Ma前。
圖1. 樣品采樣位置及代表性海底巖石照片
圖2. 樣品年齡及REE配分模式。西北太平洋洋中脊玄武巖(Pacific MORB)、馬里亞納弧前玄武巖(Mariana FAB)、翁通爪哇高原玄武巖(OJN basalt)和卡羅琳板塊玄武巖(DSDP Site 57 basalt)等引用數(shù)據(jù)來自于GEOROC數(shù)據(jù)庫(kù),同圖3。
圖3. 全巖Sr–Nd–Pb–Hf同位素特征
文章信息:
Xu, W.J., Peng, X.T., Stern, R.J., Xu, X.S., Xu, H.C., 2023. Challenger Deep basalts reveal Indian-type Early Cretaceous oceanic crust subducting in the southernmost Mariana Trench. Geology, https://doi.org/10.1130/G51258.1.
附件下載: