Noble gas isotopic compositions of seamount lavas from the central Chile trench: Implications for petit-spot volcanism and the lithosphere asthenosphere boundary
Noble gas isotopic compositions of seamount lavas from the central Chile trench: Implications for petit-spot volcanism and the lithosphere asthenosphere boundary
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智利中部海沟海山熔岩的稀有气体同位素组成：对小点火山活动和岩石圈软流圈边界的影响
DOI：
10.1016/j.epsl.2020.116611
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发表时间：
2020
影响因子：
5.3
通讯作者：
Kurz Mark D.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yamamoto Junji;Hirano Naoto;Kurz Mark D.
我们报告了从智利近海发现的两座海山采样的海底玄武岩玻璃的新惰性气体同位素组成，并推断它们是在胡安·费尔南德斯热点附近以小点火山形式喷发的。样品具有 1-15 倍大气压 (Ra) 的 3He/4He。它们的氖同位素组成与夏威夷群岛和留尼汪岛的类似。它们的 40Ar/ 36Ar 范围从大气到 2300。虽然熔岩很可能受到热点相关成分的影响，但必须澄清 3He/4He 变化的原因才能确定地幔来源。 3 He/4 He 的变化不能归因于地球表面发生的过程，例如脱气分馏、与溶解在海水中的大气混合或4 He 的原位喷发后添加。根据大气影响校正的 Ne-Ar 同位素比和 He 同位素比的组合表明，熔岩的稀有气体同位素是热点岩浆、MORB 源和放射性成分的混合物。较低的 3He/4He 归因于与海洋岩石圈的同化，表明熔岩的原始 3He/4He 是热点状的。这些特征可以解释为表明胡安·费尔南德斯羽流的一部分渗透到岩石圈-软流圈边界（LAB），并且由于板块弯曲，积水岩浆已喷发为小点火山。稀有气体数据表明，LAB 可能是奇异熔体的储库，这些熔体可能具有润滑的板块构造。
We report new noble gas isotopic compositions of submarine basaltic glasses sampled from two seamounts discovered offshore of Chile, and inferred to have erupted as petit-spot volcanoes near the Juan Fernández hotspot. The samples have3He/4He of 1–15 times atmosphere (Ra). Their neon isotope compositions are similar to those of the Hawaiian Islands and Réunion Island. Their40Ar/36Ar range from atmospheric to 2300. Although the lavas are likely to be influenced by a hotspot-related component, the cause of the3He/4He variation must be clarified to ascertain the mantle source. Variations in3He/4He are not attributable to processes occurring at the Earth's surface such as degassing fractionation, mixing with atmosphere dissolved in seawater, or in-situ post-eruptive addition of4He. A combination of the Ne-Ar isotope ratios corrected for atmospheric influence and He isotope ratios indicates that the noble gas isotopes of the lavas are a mixture of a hotspot magma, MORB-source, and radiogenic components. The lower3He/4He are attributed to assimilation with the oceanic lithosphere, suggesting that the pristine3He/4He of the lavas is hotspot-like. These features can be interpreted as indicating that part of the Juan Fernández plume infiltrated the lithosphere–asthenosphere boundary (LAB), and that the ponding magma has erupted as petit-spot volcanoes because of plate bending. The noble gas data indicate that LAB can be a reservoir for exotic melts, which might have lubricated plate tectonics.
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