黄康俊，滕方振等

镁（Mg）是地球中丰度仅次于氧和硅的主要造岩元素，占硅酸盐地球质量的~23%。地球超过99.9%的镁赋存在地幔中，因此，地幔的镁同位素组成可以近似代表地球的镁同位素组成。对来自全球的橄榄岩、洋中脊玄武岩(MORB)和洋岛玄武岩的研究表明地幔在全球尺度具有相对均一的镁同位素组成。然而，一些幔源岩石（如，克拉通榴辉岩、大陆玄武岩以及岛弧火山岩等）具有明显偏离正常地幔的镁同位素组成，指示局部地幔源区岩浆的镁同位素组成存在不均一。板块俯冲作用将蚀变洋壳和沉积物再循环进入地幔被认为是造成局部地幔镁同位素组成不均一的主要原因。俯冲带沉积物的镁同位素组成研究显示与陆壳组成分布相似，总体比地幔要轻。因此，蚀变洋壳是否具有与正常地幔明显不同的镁同位素组成是验证这一解释的关键。

基于以上科学问题，实验室研究人员与国外科学家合作，对位于西太平洋马里亚纳俯冲带的大洋科学钻探（ODP）801钻孔的蚀变洋壳进行了系统的镁同位素地球化学研究，结果显示蚀变洋壳上部明显亏损Mg，其镁同位素组成比未蚀变MORB整体要轻，而在蚀变洋壳下部富集Mg，并且具有比未蚀变MORB明显要重的镁同位素组成，表明洋壳低温蚀变过程会导致镁同位素发生显著的分馏，该分馏过程主要受洋壳蚀变过程次生矿物的形成所控制。此外，还定量评估了洋壳低温蚀变过程对全球海洋镁循环的通量至少在0.67Tmol/yr。在此基础上，初步计算了蚀变洋壳和沉积物俯冲再循环进入地幔对地幔镁同位素组成的贡献，研究指示该过程是造成局部地幔镁同位素组成不均一的重要因素。

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