Carbon fluxes from subducted carbonates revealed by uranium excess at Mount Vesuvius, Italy
Carbon fluxes from subducted carbonates revealed by uranium excess at Mount Vesuvius, Italy
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意大利维苏威火山铀过剩揭示了俯冲碳酸盐的碳通量
DOI：
10.1130/g39766.1
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
5.8
通讯作者：
Avanzinelli R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Avanzinelli R
富含碳酸盐的沉积物在破坏性的板块边缘再循环的命运是一个关键问题，限制预算的深层二氧化碳供应到大气中的火山活动。实验研究表明，交代熔体可以产生的俯冲碳酸盐岩-泥质沉积物的部分熔融，但这些成分的参与喷发岩浆的签名是更难以捉摸的。我们对维苏威火山（意大利）熔岩进行了新的U-Th不平衡、Sr-Nd-Pb同位素和高精度δ 238 U分析，结果表明，测得的238 U过剩需要一个受到富U碳酸盐熔体影响的地幔源，该熔体是由残留绿帘石存在下的俯冲钙质沉积物部分熔融产生的。因此，我们认为，238 U过剩的发生在“沉积为主”的弧岩浆的诊断证据，通过俯冲碳酸盐沉积物的添加，从而提供地球内部的深层碳循环的限制。我们的定量富集模型，结合已发表的实验结果，使我们能够估计所产生的流量为0.15-0.8吨/年的CO2从俯冲碳酸盐的地幔源维苏威火山。
The fate of carbonate-rich sediments recycled at destructive plate margins is a key issue for constraining the budget of deep CO2supplied to the atmosphere by volcanism. Experimental studies have demonstrated that metasomatic melts can be generated by partial melting of subducted carbonate-pelitic sediments, but signatures of the involvement of such components in erupted magmas are more elusive. We have made new U-Th disequilibria, Sr-Nd-Pb isotope, and high-precision δ238U analyses on lavas from Mount Vesuvius (Italy) and show that their measured238U excesses require a mantle source affected by the addition of U-rich carbonated melts, generated by partial melting of subducted calcareous sediments in the presence of residual epidote. Accordingly, we argue that the occurrence of238U excesses in “sediment-dominated” arc magmas represents diagnostic evidence of addition of carbonate sediments via subduction, hence providing constraints on deep carbon cycling within Earth. Our quantitative enrichment model, combined with published experimental results, allows us to estimate a resulting flux of 0.15–0.8 Mt/yr CO2from the subducted carbonates to the mantle source of Mount Vesuvius.
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