第八届青年地学论坛

近年来，K同位素作为重要的非传统稳定同位素体系，在地球和行星科学研究中取得了重要的进展。由于K具有流体活动性，在一些地质过程中具有明显的同位素分馏，使其成为潜在的地质示踪剂，并得到广泛应用。为进一步拓展K同位素的应用范围，本文对环太平洋的岛弧火山岩开展了K同位素研究。根据前人研究，这些火山岩大致可以分为三类：（1）日本Setouchi火山岩，这些岩石在形成过程中很可能受到了沉积物交代的影响；（2）Kurile和Panama火山岩，它们在形成过程中很可能受到了俯冲带流体交代的影响；以及（3）Aleutians、Panama、Cerro Pampa-Cook Island、Fiji和Kamchatka埃达克岩。我们的结果表明，这批岛弧火山岩具有明显的同位素变化，日本Setouchi火山岩的δ⁴¹K值偏低，δ⁴¹K变化范围-0.86‰ ~ -0.38‰，结合其它的地球化学证据，这一低K同位素组成支持其源区受到了沉积物交代的影响；相比之下，Kurile和Panama火山岩δ⁴¹K值较高(-0.36‰ ~ +0.02‰)，其δ⁴¹K值与Ba/Th呈正相关，与Th/La呈负相关，这很可能表明蚀变洋壳脱水释放的具有重K同位素的流体加入到了地幔源区。另外，我们发现埃达克岩也具有重的K同位素组成，其δ⁴¹K值变化范围为-0.44‰ 到-0.01‰。结合其它的地球化学数据，低SiO₂（< 56 wt.%）的埃达克岩可能是由地幔楔来源为主，并叠加了蚀变洋壳来源熔体的交代作用，而高SiO₂（> 56 wt.%）的埃达克岩主要是由蚀变洋壳经过脱水熔融形成的。研究结果表明K同位素在示踪俯冲带物质循环方面能起到一定的作用。
 

钾同位素,岛弧火山岩,板片熔融,地幔楔,板片脱水