EPSL | 岩浆去气主导沉积物从俯冲到形成 S 型花岗岩过程中的氮排放

主要观点总结

本文研究了俯冲板片中沉积物的氮含量与地球化学行为，着重探讨了沉积物在俯冲变质到熔融结晶成花岗质岩石过程中的氮行为。通过对比研究，发现热俯冲带沉积物在变质过程中的去气作用较大，而冷俯冲带则相对有限。针对一套侵位于阿曼蛇绿岩中的晚白垩世S型过铝质花岗岩的研究表明，其在俯冲过程中存在显著的氮丢失，但氮丢失过程中氮同位素的分馏极小。此外，文章还探讨了花岗岩岩浆中水的含量对其固氮能力的影响，并讨论了后期壳源流体的蚀变和云母含量对花岗岩氮含量的影响。

关键观点总结

关键观点1: 俯冲板片中沉积物的氮含量通常比蚀变洋壳高2–3个数量级，但对氮的保持能力低很多。

这一差异决定了沉积物中的氮是否能被俯冲到深部地幔或在俯冲早期被释放回大气。

关键观点2: 前人对俯冲带沉积物氮循环的研究主要通过对比俯冲带连续进变质沉积岩序列的氮含量和同位素来评估变质去气程度。

这些研究结果显示变质去气作用在热俯冲带的影响很大，但在冷俯冲带的影响有限。

关键观点3: 本文对一套侵位于阿曼蛇绿岩中的晚白垩世S型过铝质花岗岩进行了研究，发现其氮含量出乎意料地低，但氮同位素比值却保持一致。

这表明在形成过程中存在显著的氮丢失，但氮丢失过程中氮同位素的分馏极小，这与俯冲带变质去气的大同位素分馏特征不同。

关键观点4: 模拟结果表明，从沉积物俯冲进入到热俯冲带通道直至熔融结晶形成花岗岩，变质作用引起的氮丢失非常有限。

大量的氮排放主要由同位素分馏很小的岩浆去气作用驱使。

关键观点5: 已发表的花岗岩氮含量的数据表明，氮含量高的花岗岩大多经历了后期壳源流体的蚀变。

此外，还发现富云母的花岗岩的氮含量显著高于贫云母的花岗岩，提出花岗岩岩浆中水的含量可能控制其固氮能力的假想。