Essendo un'importante componente della subduzione, la crosta oceanica alterata (AOC) è ampiamente distribuita sulla lastra oceanica in subduzione e può contribuire in modo significativo alla chimica dei magmi dell'arco. Tuttavia, identificare questo contributo nei magmi dell'arco è impegnativo perché l'AOC non è ricco di elementi incompatibili come i sedimenti, né ha un H2 così elevato. O concentrazioni come le serpentiniti. Pertanto, è necessario trovare un tracciante sensibile per l'AOC subdotto.
Il Dr. Zhang Yuxiang del team del Prof. Zeng Zhigang dell'Istituto di Oceanologia dell'Accademia Cinese delle Scienze (IOCAS), insieme al Prof. Turner Simon della Macquarie University e al Prof. Huang Fang dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina, hanno scoperto che una combinazione di isotopi Ba-Sr-Nd potrebbe identificare efficacemente la presenza di AOC riciclati nei magmi dell'arco.
Lo studio è stato pubblicato nel Journal of Geophysical Research:Solid Earth .
Una caratteristica geochimica caratteristica dell'AOC è il disaccoppiamento dei suoi isotopi Sr-Nd, ovvero, rispetto alle rocce crostali oceaniche inalterate, l'AOC ha un valore 87 più elevato Signore/ 86 Sr ma simile 143 Nd/ 144 ND. Di conseguenza, l'AOC differisce dalla matrice del mantello nel grafico degli isotopi Sr-Nd.
È interessante notare che questa caratteristica del disaccoppiamento degli isotopi Sr-Nd è comunemente osservata nelle rocce dell'arco intraoceanico. Pertanto, molti ricercatori considerano il disaccoppiamento degli isotopi Sr-Nd come un indicatore del contributo dell'AOC riciclato. Tuttavia, prima di trarre questa conclusione, è necessario eliminare l'influenza della fusione o del fluido derivato dai sedimenti.
In questo studio, i ricercatori hanno compilato gli isotopi Sr-Nd e le concentrazioni di Ba, Th, Yb per le rocce dell’arco globale. Hanno scoperto che l'entità del disaccoppiamento isotopico Sr-Nd delle rocce dell'arco è correlata positivamente con Ba/Th, ma negativamente correlata con Th/Yb, suggerendo che il disaccoppiamento isotopico Sr-Nd non è correlato ai contributi dei sedimenti.
Inoltre, hanno scoperto che le rocce ad arco con un disaccoppiamento isotopico Sr-Nd più pronunciato tendono ad avere rapporti isotopici Ba più elevati, che è anche una caratteristica del fluido derivato da AOC; cosa ancora più importante, questo fenomeno si verifica in molte zone di subduzione come Mariana, Tonga e Kermadec.
Pertanto, è possibile stabilire un forte legame tra l'AOC subdotto, le composizioni isotopiche pesanti del Ba e la firma di disaccoppiamento degli isotopi Sr-Nd negli archi insulari, fornendo un potente strumento per monitorare il riciclo dell'AOC nelle zone di subduzione.
Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che su scala globale, l'entità del disaccoppiamento degli isotopi Sr-Nd è positivamente correlata al rapporto isotopico B, che è un tracciante efficace per la serpentinite subdotta.
"Ciò significa che l'AOC subdotto e la serpentinite possono avere comportamenti accoppiati durante la disidratazione delle lastre, il che ha un grande significato per comprendere il trasferimento di materiale nelle zone di subduzione", ha affermato il dottor Zhang Yuxiang, primo autore dello studio.
Ulteriori informazioni: Yuxiang Zhang et al, Decifrare il contributo della crosta oceanica alterata riciclata ai magmi dell'arco utilizzando gli isotopi Ba‐Sr‐Nd, Journal of Geophysical Research:Solid Earth (2024). DOI:10.1029/2023JB028407
Informazioni sul giornale: Giornale di ricerca geofisica
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
