ハワイの玄武岩の源泉のペラジック堆積物に対するHf同位体の証拠

科学分野:

• 地質化学 地質化学
• イソトープ地球化学 イソトープ地球化学
• ペトロロジー・ペトロロジーとは

背景:

• 海洋島の玄武岩 (OIB) は,マントルの組成とプロセスに関する洞察を提供します.
• OIBマントルの源泉の起源,特に再利用された地殻の役割は,マントルの地化学における重要な議論である.
• ハワイの火山はOIBの典型的な例であり,マントルの進化を理解する上で極めて重要です.

研究 の 目的:

• ハワイの玄武岩の同位体組成を調査し,そのマントルの源の性質を決定する.
• リサイクルされた海洋地殻と沈殿物が,海洋島の玄武岩の源泉に寄与するという仮説を検証する.
• ハワイのホットスポット玄武岩の生成における上層マントルの物質の関与を制限するために.

主な方法:

• ハワイの玄武岩サンプルにおける鉛 (Pb),酸素 (O),オスミウム (Os) の同位素比の測定.
• ハワイの複数の火山からの溶岩の高精度ハフニウム (Hf) 同位体分析.
• 測定された同位体の比率と,リサイクルされた海洋地殻とペラジック沈殿物の推論された比率の比較.
• 鉛-ハフニウム (Pb-Hf) の同位体関係の分析.

主要な成果:

• ハワイの玄武岩における鉛,酸素,オスミウムの同位体比は,古代の海洋地殻のリサイクルに期待されるものと密接に一致しています.
• ハフニウムの同位体データは,ハワイのラバのマントルの源泉内にある古いペラジック堆積物の存在を示しています.
• ハイパーボリックなPb-Hf同位体傾向は,上層マントルの構成要素がハワイのホットスポットベースルトに大きく貢献していないことを示唆している.

結論:

• この発見は,リサイクル仮説を強く支持し,ハワイの玄武岩のマントルの源泉には,古代の沈殿した海洋地殻と堆積物が含まれていることを確認しました.
• 同位体データは,ハワイのホットスポット火山活動が主にリサイクルされた石層物質によって引き起こされ,原始的な上層マントルによって引き起こされないことを示しています.
• この研究は,地球マントルの長期的な化学的進化を形作る上で,潜水過程の重要性を強調しています.