Como componente importante de la subducción, la corteza oceánica alterada (COA) está ampliamente distribuida en la placa de subducción oceánica y puede contribuir significativamente a la química de los magmas de arco. Sin embargo, identificar esta contribución en los magmas de arco es un desafío porque el AOC no está tan enriquecido en elementos incompatibles como los sedimentos, ni tiene un H2 tan alto. O concentraciones al igual que las serpentinitas. Por lo tanto, es necesario encontrar un marcador sensible para el AOC subducido.
El Dr. Zhang Yuxiang, del equipo del Prof. Zeng Zhigang del Instituto de Oceanología de la Academia China de Ciencias (IOCAS), junto con el Prof. Turner Simon de la Universidad Macquarie y el Prof. Huang Fang de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, descubrieron que una combinación de isótopos Ba-Sr-Nd podría identificar eficazmente la presencia de AOC reciclado en magmas de arco.
El estudio fue publicado en el Journal of Geophysical Research:Solid Earth .
Un rasgo geoquímico característico del AOC es el desacoplamiento de sus isótopos Sr-Nd, es decir, en comparación con las rocas de la corteza oceánica inalteradas, el AOC tiene un 87 más alto. Señor/ 86 Sr pero similar 143 Nd/ 144 Dakota del Norte. En consecuencia, AOC difiere de la matriz del manto en el gráfico de isótopos Sr-Nd.
Curiosamente, esta característica del desacoplamiento de isótopos Sr-Nd se observa comúnmente en rocas de arco intraoceánico. Así, muchos investigadores consideran el desacoplamiento de isótopos Sr-Nd como un indicador de la contribución del AOC reciclado. Sin embargo, antes de llegar a esta conclusión, es necesario eliminar la influencia del derretimiento o fluido derivado de sedimentos.
En este estudio, los investigadores compilaron los isótopos Sr-Nd y las concentraciones de Ba, Th, Yb para rocas de arco globales. Descubrieron que la magnitud del desacoplamiento de isótopos Sr-Nd de las rocas de arco se correlaciona positivamente con Ba/Th, pero negativamente con Th/Yb, lo que sugiere que el desacoplamiento de isótopos Sr-Nd no está relacionado con las contribuciones de sedimentos.
Además, descubrieron que las rocas de arco con un desacoplamiento de isótopos Sr-Nd más pronunciado tienden a tener proporciones de isótopos de Ba más altas, lo que también es una característica del fluido derivado de AOC; Más importante aún, este fenómeno ocurre en muchas zonas de subducción como Mariana, Tonga y Kermadec.
Por lo tanto, se puede establecer un fuerte vínculo entre el AOC subducido, las composiciones de isótopos pesados de Ba y la firma de desacoplamiento de isótopos Sr-Nd en los arcos de islas, proporcionando una poderosa herramienta para rastrear el reciclaje de AOC en zonas de subducción.
Además, los investigadores descubrieron que a escala global, la magnitud del desacoplamiento de isótopos Sr-Nd se correlaciona positivamente con la proporción de isótopos B, que es un trazador eficaz para la serpentinita subducida.
"Esto significa que el AOC subducido y la serpentinita pueden tener comportamientos acoplados durante la deshidratación de la losa, lo que tiene gran importancia para comprender la transferencia de material en las zonas de subducción", afirmó el Dr. Zhang Yuxiang, primer autor del estudio.
Más información: Yuxiang Zhang et al, Descifrando la contribución de la corteza oceánica alterada reciclada a los magmas de arco utilizando isótopos Ba-Sr-Nd, Revista de investigación geofísica:Tierra sólida (2024). DOI:10.1029/2023JB028407
Información de la revista: Revista de investigaciones geofísicas
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
