近日，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所楊陽特任研究員與美國哈佛大學(xué)及塔爾薩大學(xué)的科研人員合作，通過對北冰洋Gakkel洋脊西部火山區(qū)和中部弱巖漿活動(dòng)區(qū)267件玄武巖樣品（圖1）的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)Gakkel西部發(fā)育正常厚度洋殼的區(qū)域，主要產(chǎn)出虧損的N-MORB，且其巖漿組成從西到東顯示出系統(tǒng)的地球化學(xué)變化，揭示了地幔逐漸虧損，部分熔融程度逐漸降低的過程。而Gakkel中部洋殼極度不發(fā)育出現(xiàn)大部分橄欖巖出露的地區(qū)，卻產(chǎn)出富集的E-MORB，但主量元素卻虧損CaO，具有極低的CaO/Al ₂O ₃比值。提出Gakkel西段地幔是“飽滿”但“虧損”的，而中段地幔是“貧瘠”但“富集”的。飽滿和貧瘠代表了它們?nèi)廴诋a(chǎn)生巖漿的能力，而虧損和富集則指它們在微量元素上的富集程度。且中部地幔的潛在溫度極低，以此提出，極度貧瘠的地幔源區(qū)再加上異常低的地幔潛在溫度的綜合作用下，形成了極少巖漿的Gakkel中段少巖漿作用區(qū)。

　　綜合北冰洋洋脊巖石的地球化學(xué)組成及其分布，研究提出新生的大洋巖石圈中保留了前世的“記憶”，指示了其下方存在再循環(huán)大洋巖石圈地幔組成的難熔地幔端元，且比例從西到東逐漸增加（圖2），直至在弱巖漿活動(dòng)區(qū)無法形成足夠的洋殼，從而使得再循環(huán)大洋巖石圈地幔直接出露在海底。定量計(jì)算發(fā)現(xiàn)，板塊構(gòu)造以來全球俯沖大洋巖石圈地幔的體積幾乎等同于下地幔的總體積。因此提出，俯沖的大洋巖石圈地幔將再循環(huán)至對流地幔中，并形成新生大洋巖石圈的一部分。

圖2 北冰洋Gakkel洋脊地幔組成

　　該研究成果發(fā)表于國際權(quán)威地學(xué)期刊《Earth and Planetary Science Letters》，該研究受到國家基金委和中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)項(xiàng)目資助。

　　論文信息： Yang A.Y. (楊陽), Langmuir C. H., Michael P. J., The significance of recycled oceanic mantle lithosphere beneath the Arctic Gakkel Ridge. Earth and Planetary Science Letters, 2024, 626 https://doi.org/10.1016/j.epsl.2023.118553