A young source for the Hawaiian plume

（周春银 编译；原作者Sobolev等）

作为研究热点的夏威夷地幔柱广泛关注，最新一期《Nature》（8-25）刊出Sobolev等对夏威夷火山熔岩中橄榄石斑晶中熔体包裹体的地球化学同位素研究结果。研究人员克服了传统U-Pb法和Re-Os法的难点，利用Sr同位素对地幔柱源区物质进行了时间限定，得到洋壳循环的速率为大约1-3 cm/yr，比前人研究结果要快得多。更多详细内容请参考原文。

Nature网站原文链接：http://www.nature.com/nature/journal/v476/n7361/full/nature10321.html

【摘要】

通过俯冲作用洋壳可以再循环、地幔上涌以及地幔柱中的再熔融作用是被广泛运用来解释洋岛火山作用的机制。这一循环的时间尺度对于我们了解地幔循环速率非常重要。通过对来自于如夏威夷或冰岛这样的洋岛熔岩中的铀源铅同位素的统计分析，当被看作是模式等时线时，得到的源区分异年龄介于10亿和25亿年之间。但是，如果该结果是由不相关的地幔组分的混入而产生的，那么它们将失去直接的年龄意义。Re-Os衰变模式年龄则考虑了不同时期源区的混入，但是它们取决于假定的洋壳初始Re/Os比值，而由于俯冲作用中Re具有高活动性使得这一比值很难确定。本文我们首先报道了来自夏威夷莫纳罗亚盾形火山熔岩橄榄石斑晶中138个熔体包裹体的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值，夏威夷本身指示着巨大的幔源不均一性。研究表明Rb极端亏损的熔体包裹体中的高放射成因Sr与200-650 Myr海水的同位素组成是一致的。我们推断这些海水肯定在俯冲之前已经混染了莫纳罗亚的源岩，留下一个独特的“时间邮戳”（time stamp）。地幔柱源区中可能普遍存在少量来自海水的Sr，但是可以在来源于（不相容元素）非常亏损的源区组分的超亏损熔体中清晰地鉴别出来。夏威夷熔岩源区中的200-650 Myr洋壳意味着一般地幔循环的时间尺度为平均大约2 (±1) cm/yr（假设洋壳物质俯冲至2900 km核幔边界，然后由夏威夷地幔柱带上来），比先前认为的要快得多。

（详细内容见Nature原文）