金刚石中硫同位素组成揭示大陆形成过程的差异性

厚的岩石圈地幔的出现使得地球古老大陆变得稳定,然而关于这些古老大陆岩石圈地幔的形成却存在不同的成因解释。一些学者认为古老的大陆岩石圈地幔可通过俯冲洋壳平流增厚或堆叠等水平构造过程形成,而其他学者则认为地幔柱增生、海洋高原基底的熔融或地幔柱熔融残留物的底辟作用等垂向构造过程,在古老大陆岩石群地幔的形成过程中扮演了重要角色。目前,关于最早岩石圈的形成是通过水平还是垂向增生方式完成依然存在很大的争议,而不同的增生模式对于理解地球早期演化和板块作用的起始时限具有完全不同的意义。

金刚石的铁同位素组成示踪板块深俯冲

俯冲板块能够输送哪些物质进入深部地幔?通过什么载体?这些问题对于理解地球物质循环至关重要,但目前仍不明确。为了研究这些问题,美国宝石研究所和美国卡耐基研究所的研究者们对超深金刚石中的矿物包裹体开展了地球化学研究。样品是Ⅱa型(N含量小于5 ppmw)、大颗粒的金刚石,包括重量达到3106克拉的库里南金刚石。前人针对这些金刚石中的硅酸盐包裹体矿物(超硅石榴石和Ca钙钛矿)的研究显示其来源深度为360~750 km。