冲绳海槽热液绿泥石沉积物的Mg同位素组成及对海洋Mg循环的指示意义邵和宾1*,杨守业2†,董爱国3,胡忠亚21.中国极地研究中心(中国极地研究所),自然资源部极地科学重点实验室,上海200136;2.同济大学海洋地质学国家重点实验室,上海200092;3.中国地质大学(北京)地球科学学院,北京100083*通讯作者,E-mail:shaohebin@pric.org.cn†通讯作者,E-mail:syyang@tongji.edu.cn收稿日期:2022-05-29;收修改稿日期:2022-08-17;接受日期:2022-09-26;网络版发表日期:2023-02-22国家自然科学基金项目(批准号:41806229、41730531、41991324)资助摘要富镁(Mg)次生黏土矿物是海底热液过程中水-岩反应的重要产物,广泛存在于全球的海底热液系统中,从而在海洋Mg循环中发挥着重要作用.然而,目前对Mg在该类型矿物中的富集程度和Mg的同位素分馏,特别是对产生在弧和弧后盆地中-高温(100~300℃)热液系统的次生黏土矿物尚缺乏足够的认识.本研究以国际大洋钻探计划(IODP)331航次在冲绳海槽中部IheyaNorthKnoll热液区获得的富热液绿泥石沉积物、火山浮岩和陆源碎屑沉积物为研究对象,分析了其中的Mg含量和Mg同位素组成,并结合前期矿物学、主微量元素组成和Nd同位素组成的相关研究,系统探讨了绿泥石中Mg的来源和中-高温热液蚀变过程中Mg的同位素地球化学行为.研究表明,矿物学组成的差异决定了Mg同位素组成的变化,硅酸盐矿物的Mg同位素比值要高于碳酸盐和氧化物/氢氧化物的比值.Mg同位素在中-高温热液蚀变过程中发生显著分馏,其分馏程度(Δ26Mg)在0.15~0.71‰,并与温度存在负相关关系.这进一步表明,较重的Mg同位素更容易被次生的绿泥石矿物所吸收.结合弧和弧后盆地在全球海洋中的分布范围,推断该构造类型中的热液系统是海洋Mg的重要汇,约占全球河流输入Mg通量的8~14%.虽然热液系统中绝大数的Mg被次生黏土矿物吸收,但仍然有少量的Mg残留在孔隙水和喷出的热液流体中.因为Mg同位素的分馏作用,较轻的Mg同位素留在了流体中,但该部分的通量尚需要更多的案例研究来澄清.关键词热液蚀变,绿泥石,冲绳海槽,镁(Mg)同位素,IODP1引言镁(Mg)在海水中的含量仅次于钠离子,排在第二,在全球物质循环中占据着重要地位.当今海洋中的Mg处在一个相对稳定的状态(Ling等,2011;Teng,2017).海洋Mg的主要来源是河流和地下水的输入,海底的构造活动和基岩的风化作用也有少量贡献(Mottl和Wheat,1994;Tipper等,2006,2012;Higgins和Schrag,中文引用格式:邵和宾,杨守业,董爱国,胡忠亚.2023.冲绳海槽热液绿泥石沉积物的Mg同...
