近日
《自然·地球科学》
期
刊
发表
最新
成果，对全球热点熔岩
的起源提出了颠覆性认识。
该研究分析了
全球范围内的热点熔岩化学成分，发现这些看似来源不同、成分各异的熔岩，竟然都指向一个共同的母岩浆
，而非像之前认为的那样，
来自不同的地幔储库
。
这一发现挑战了现有的地幔地球化学模型，为我们理解地球深部过程和地幔演化提供了全新视角。
地球内部并非铁板一块，而是由不同的圈层构成。
其中，地幔位于地壳之
下，是地球化学物质循环的重要场所。
地幔柱 (Mantle plumes) 则是源于地幔深处的热物质上涌，类似于“热柱”，其顶部会产生部分熔融，形成岩浆，最终喷发形成热点火山。
热点熔岩，如洋岛玄武岩 (Ocean island basalts,
OIB
)，就如同来自地球深部的信使，携带着关于地幔成分和演化过程的信息。
长期以来，科学家们普遍认为，不同热点的熔岩，其化学成分也应该不同，反映了地幔源区的异质性 (Heterogeneity)。例如，一些热点熔岩富集放射性同位素和一些微量元素，被认为来自古老的、未经充分混合的地幔储库。此外，一些热点熔岩拥有极高的氦-3 (³He) 同位素含量，也被解释为来自地球形成早期保留下来的原始地幔的证据。
为了探究热点熔岩的真正起源，研究团队收集了来自全球范围内的不同类型热点熔岩的化学成分数据，包括主要元素、微量元素、放射性同位素和氦同位素。他们重点分析了镍 (Ni)、铌 (Nb) 和铬 (Cr) 这三种元素的含量和比值变化。这三种元素在岩浆演化过程中性质相对稳定，可以有效地反映岩浆的原始特征。
地刊速览公众号
总
结了该研究主要内容，具体如下：
令人惊讶的是，无论是来自远离大陆板块的富集型OIB、靠近大陆板块的OIB、还是来自高熔融通量热点的OIB，甚至金伯利岩这种特殊类型的火山岩，它们的Ni-Nb-Cr体系都表现出惊人的一致性，都指向一个共同的母岩浆，研究人员将其命名为 “
L*
”。
L* 的发现意味着，全球热点熔岩的最初来源可能都是相同的，而非像之前认为的那样，来自不同的地幔储库。那么，L* 本身又来自哪里呢？
研究人员利用熔融模型，结合 L* 的化学成分，反演了其可能的源区特征。结果表明，L*的源区是一个古老的、相对亏损的地幔储库，被称为 “DM*”。DM*与构成大部分上地幔的亏损地幔成分相似，但经历过早期富集事件，随后基本保持封闭，只在热点地区发生熔融，形成L*，并最终喷发形成全球各地的热点熔岩。
研究人员认为，热点熔岩富集放射性同位素和高 ³He/⁴He 比值特征，并非来自地幔源区，而是在岩浆上升和演化过程中，通过与周围地幔物质的相互作用以及去气作用 (Degassing) 形成的。
这项研究成果对现有的地幔地球化学模型提出了挑战，
这将促使科学家们重新思考地幔异质性的规模和分布。
论文信息：
Smit, M.A., Kooijman, E. A common precursor for global hotspot lavas.
Nat. Geosci.
(2024).
以上就是这篇文章的主要内容，如需了解详情，请阅读原文。
