第八届青年地学论坛

地幔岩石和幔源火成岩具有约1.5‰的Ca同位素变化，其分馏被广泛地用于示踪地幔中再循环的碳酸盐。然而，目前沉积碳酸盐的俯冲是否以及如何引起地幔中显著的钙同位素分馏尚不清楚。我们研究了来自意大利“科里阿尔巴尼（Colli Albani）”火山的16个硅不饱和含白榴石岩及其单斜辉石斑晶，和6个来自意大利亚平宁山的含碳酸盐沉积物的Ca同位素组成。放射性同位素和橄榄石斑晶地球化学研究表明，这些含白榴石岩来自经历了碳酸盐化沉积物交代的地幔源区。Ca同位素结果显示，含白榴石岩具有均一的δ^44/40Ca值（平均值为0.72±0.03‰，2SE），略低于大洋中脊玄武岩（0.84±0.04，2SE）。相反，含碳酸盐的沉积物显示出明显偏低的δ^44/40Ca值（0.44到0.77‰）。单斜辉石的δ^44/40Ca（0.67-0.74‰）与其寄主岩石的δ^44/40Ca（0.73-0.76‰）在误差范围内一致。同时，含白榴石岩的δ^44/40Ca与SiO₂、CaO、Ni和P₂O₅之间缺乏相关性，这表明由分离结晶作用引起的Ca同位素分馏不明显。鉴于钙同位素分馏在地幔橄榄岩熔融过程中非常有限(约0.1‰)，意大利含白榴石岩的钙同位素组成反映了其源区具有比正常地幔略微偏低的钙同位素组成，这表明碳酸盐化沉积物的再循环对地幔楔Ca同位素改造非常有限(0.1‰以内)。结合前人报道的板内火成碳酸岩的低钙同位素组成，我们推测显著的钙同位素分馏仅发生在受富含碳酸盐的沉积物（如：碳酸盐岩和白垩）深俯冲影响的深部地幔。
 

钙同位素,碳酸盐再循环,含白榴石岩,意大利钾质岩,硅不饱和岩,地幔不均一性