Mantle Hg isotopic heterogeneity and evidence of oceanic Hg recycling into the mantle.
Mantle Hg isotopic heterogeneity and evidence of oceanic Hg recycling into the mantle.
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地幔汞同位素异质性和海洋汞再循环到地幔的证据
DOI：
10.1038/s41467-022-28577-1
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发表时间：
2022-02-17
影响因子：
16.6
通讯作者：
Lehmann B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yin R;Chen D;Pan X;Deng C;Chen L;Song X;Yu S;Zhu C;Wei X;Xu Y;Feng X;Blum JD;Lehmann B
汞在地球表面环境（大气、水圈、生物圈）中的地球化学循环已得到广泛研究;然而，这种元素的深层地质循环却鲜为人知。在这里，我们记录了岛弧玄武岩和洋中脊玄武岩中不同的质量无关的汞同位素分馏（表示为Δ 199 Hg）。这两个岩石群的Δ 199 Hg值分别为0.34‰和0.22‰，与现代原始地幔的Δ 199 Hg值（0.00 ± 0.10‰，2SD）存在偏差。Δ 199 Hg值为正值，表明海洋Hg向软流圈地幔的再循环。这样的地壳汞同位素签名没有观察到我们的样品中的洋岛玄武岩和大陆溢流玄武岩，但最近已被确定在典型的端元样品的深地幔，因此表明，汞的再循环可以影响上地幔和下地幔。我们的研究揭示了大规模的跨岩石圈汞循环通过板块构造。这项工作表明，在全球玄武岩，这表明地幔汞同位素的不均匀性，并揭示了大规模的translichosphere汞循环通过板块构造不同的质量独立的汞同位素分馏。
The geochemical cycle of mercury in Earth’s surface environment (atmosphere, hydrosphere, biosphere) has been extensively studied; however, the deep geological cycling of this element is less well known. Here we document distinct mass-independent mercury isotope fractionation (expressed as Δ199Hg) in island arc basalts and mid-ocean ridge basalts. Both rock groups show positive Δ199Hg values up to 0.34‰ and 0.22‰, respectively, which deviate from recent estimates of the primitive mantle (Δ199Hg: 0.00 ± 0.10‰, 2 SD). The positive Δ199Hg values indicate recycling of marine Hg into the asthenospheric mantle. Such a crustal Hg isotope signature was not observed in our samples of ocean island basalts and continental flood basalts, but has recently been identified in canonical end-member samples of the deep mantle, therefore demonstrating that recycling of mercury can affect both the upper and lower mantle. Our study reveals large-scale translithospheric Hg recycling via plate tectonics. This work demonstrates distinct mass-independent mercury isotope fractionation in global basalts, which suggests mantle Hg isotope heterogeneity and reveals large-scale translithospheric Hg recycling via plate tectonics.
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