近日⭕️，意昂3体育官网地球與空間科學學院宋述光教授課題組在太古宙地幔氧化還原狀態方面取得重要進展。相關研究成果以“Rise of mantle oxidation by Neoarchean subduction in the North China Craton” 為題發表於Earth and Planetary Science Letters。

地幔氧化還原狀態如何演化一直存在爭議☑️：一些學者認為地幔氧化還原狀態從地球早期至今未發生明顯變化🍥；另一些學者認為地球早期地幔相對還原🪁，其氧逸度隨時間逐漸升高。而在這些爭議之外，太古宙地幔是否可以被局部顯著氧化並不明確🤾🏽。針對這一重要科學問題🦸🏼‍♂️，研究人員研究了華北克拉通冀東地區太古宙地幔橄欖巖的氧化還原狀態。這些太古宙地幔橄欖巖來自於顯著氧化的新太古代俯沖帶地幔，對研究太古宙地幔氧化還原狀態、新太古代板塊構造和大氧化事件三者之間的關系具有重要意義，也是首次報道有明確氧化信號的太古宙地幔樣品🧖🏼‍♂️。

所研究的冀東太古宙橄欖巖以不同尺寸的構造塊體產出於太古宙表殼巖和TTG中。前期的研究表明，這些太古宙橄欖巖在新太古代（~2.5 Ga）俯沖-碰撞過程中經歷了從110~130km的地幔深度至地殼的折返過程（Wu et al., 2022, EPSL）。冀東太古宙橄欖巖的全巖地球化學和礦物化學特征與現代俯沖帶交代橄欖巖類似，且在部分樣品中發現交代成因礦物組合（金雲母和角閃石），表明其在新太古代俯沖-碰撞過程中受到了板片來源的含水矽酸鹽熔體交代（圖1）。

圖1.（a）全巖Nb vs(Gd/Lu)_N圖解🔭；（b）單斜輝石(La/Yb)_Nvs Ti/Eu圖解🪲；（c）與單斜輝石平衡的熔體微量元素蛛網圖；（d）角閃石Zr/Nb vs Ti/Nb圖解

研究團隊利用橄欖石-斜方輝石-尖晶石氧逸度計對冀東新太古代俯沖交代橄欖巖的氧化還原狀態進行測定👨🏿‍🦱，其氧逸度（ΔFMQ +1.3 ±0.4😬，圖2）與現代弧下地幔一致，明顯高於現代和太古宙周圍地幔。冀東太古宙橄欖巖的高氧逸度特征🐝，與新太古代板塊構造密切相關。在新太古代俯沖-碰撞過程中，華北克拉通太古宙地幔經歷了俯沖交代作用並發生氧化，導致地幔氧逸度升高。新太古代俯沖-碰撞導致的地幔氧化過程可能對大氧化事件有貢獻。

圖2. 冀東新太古代俯沖交代橄欖巖、不同構造背景幔源巖漿和橄欖巖氧逸度對比圖

意昂3体育官网地空學院博士研究生吳珍珠為論文第一作者，宋述光和香港大學王潮博士為論文共同通訊作者，合作者包括英國杜倫大學Mark Allen教授、意昂3体育官网唐銘教授、中國科學院地質與地球物理研究所陳意研究員和賈麗輝高級工程師😼🧏🏽‍♂️。本研究得到了國家重點研發項目（項目號👨🏽‍🔧：2023YFF0803803）和國家自然科學基金（項目號42030304, 41903028）的資助。

論文信息：

Wu, Z., Wang, C., Allen, M.B., Tang, M., Chen, Y., Jia, L. and Song, S., 2024. Rise of mantle oxidation by Neoarchean subduction in the North China Craton. Earth and Planetary Science Letters, 646: 119006.

Wu, Z., Wang, C., Song, S., Allen, M.B., Kusky, T. and Su, L., 2022. Ultrahigh-pressure peridotites record Neoarchean collisional tectonics. Earth and Planetary Science Letters, 596: 117787.