【导读】
发表在《美国国家科学院院刊》上的最新研究，
通过分析
非洲西北海岸火山岩中的硫同位素组成，
结合回归模型研究发现这些来自
地幔的岩浆，含有大量古老海洋地壳的“再生硫”，进而深入探讨了其对地球深层硫循环的影响。
这项研究
为理解地球深层硫循环提供了重要的线索，有助于我们更全面地了解地球的演化历史。
研究人员通过分析火山岩中的硫同位素，发现这些岩浆的源头——加那利群岛地下90公里深处的地幔，含有大量来自古老海洋地壳的“再生硫”。这些“再生硫”源于海洋地壳的氧化熔融，并富含三价铁，它们进入地幔后，不仅增加了地幔的硫含量，也改变了地幔的氧化还原状态。这项发现对理解地球深层的硫循环和地幔结构具有重要意义，帮助我们了解地球内部物质的循环和演化过程。
硫（Sulfur）是地球上重要的元素，它在地球表面的氧化还原反应以及地幔的演化中扮演着关键角色。然而，地幔中硫的分布和来源仍然存在很多未解之谜。非洲西北海岸的加那利群岛的火山岛——埃尔Hierro岛，其火山活动是由富含硫的岩浆供应的。为了探究这些岩浆中硫的来源，科学家们展开了这项研究。
硫同位素是一种可以追踪硫的来源的工具，因为不同来源的硫具有不同的硫同位素比例（δ
34
S）。该研究团队选取了埃尔Hierro岛的火山岩作为研究对象，
运用了诸如二级离子质谱分析（SIMS）等先进的分析技术，对岩浆中硫的含量和同位素组成进行了精确测量。此外，研究团队还根据熔融程度，铜等微量元素数据，对埃尔Hierro的地幔源S含量和循环物质中存在的 S 同位素组成进行建模。
研究结果表明，未脱气的埃尔Hierro岛岩浆的
δ
34
S值为0 ± 2‰，比大洋中脊玄武岩（MORB）的岩浆平均值高0.3‰到1‰。质量平衡计算显示，埃尔Hierro岛的地幔源含有 310 ± 120 µg/g 的硫，其中平均 60% 的硫来自循环物质。为了满足地幔源中质量分数的同位素约束，这种循环物质应该包含 >1800 µg/g 的硫。同时，研究发现，蛇纹岩和沉积物中的硫和氧同位素特征与上地幔存在显著差异，这使得它们不太可能成为循环物质的来源。
更进一步的研究表明，再循环的海洋地壳的氧化部分熔融可以在俯冲带作用后保留其三分之一的硫含量，从而可以解释加那利群岛地幔中过量的硫。
再循环的海洋地壳的氧化熔体会进入加那利群岛下的地幔，这可以解释硫的富集现象。虽然溶解的S
6+
在地幔中充当氧化剂，但再循环地壳中存在的
Fe
3+
是地幔氧化的主要原因。
这项研究揭示了加那利群岛火山岩中硫的来源，并为理解地球深层硫循环提供了重要的线索，同时也对研究地幔的氧化还原状态和地幔的非均质性具有启示作用。
参考文献
：
Z. Taracsák,M.E. Hartley,R. Burgess,M. Edmonds,M. Longpré,B.D. Monteleone,R. Tartèse,& A.V. Turchyn,
The origin of sulfur in Canary Island magmas and its implications for Earth’s deep sulfur cycle
, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (12) e2416070122, https://doi.org/10.1073/pnas.2416070122 (2025).
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