New constraints on mantle carbon from Mid-Atlantic Ridge popping rocks
New constraints on mantle carbon from Mid-Atlantic Ridge popping rocks
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大西洋中脊爆裂岩石对地幔碳的新限制
DOI：
10.1016/j.epsl.2019.01.019
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发表时间：
2019
影响因子：
5.3
通讯作者：
Brodsky, H.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jones, M.R.;Wanless, V.D.;Soule, S.A.;Kurz, M.D.;Mittelstaedt, E.;Fornari, D.J.;Curtice, J.;Klein, F.;Le Roux, V.;Brodsky, H.
尽管地幔碳对熔体形成和迁移、全球波动性预算和火山喷发风格有影响，但地球上地幔的碳浓度仍然存在很大争议，估计值的变化超过一个数量级。碳与不相容微量元素（如，Nb、Ba）在稀有的、未脱气的洋中脊玄武岩和熔融包裹体中的浓度提供了上地幔碳含量的主要制约因素。在这里，我们调查是否最挥发性丰富的洋中脊玄武岩，被称为“爆裂岩”，代表未脱气岩浆从上地幔和上地幔碳库存提供洞察。我们发现，在14°N附近的大西洋中脊裂谷中采集的14个新的爆裂岩，尽管地幔来源和熔融程度相似，但CO2/Nb和CO2/Ba比值变化很大。我们使用海底观测、高分辨率水深测量、囊泡大小分布、主要和微量元素地球化学以及惰性气体地球化学来修改原始的爆裂岩形成模型。尽管相对均匀的微量元素比和低4 He/40 Ar的挥发性浓度变化很大，这表明气泡积累影响了这些爆裂岩。这些结果提供了证据的CO2/Ba比值的亏损地幔的异质性，并表明，地幔碳浓度较低，不均匀性比以前估计的，这影响模型的地幔熔融和CO2通量在大洋中脊。
Despite the influence of mantle carbon on melt formation and migration, global volatile budgets, and volcanic eruption styles, the carbon concentration in Earth's upper mantle remains highly debated, with estimates varying by more than an order of magnitude. The relationship between carbon and incompatible trace element (e.g., Nb, Ba) concentrations in rare, undegassed mid-ocean ridge basalts and melt inclusions provide primary constraints on upper mantle carbon content. Here we investigate whether the most volatile rich mid-ocean ridge basalts, termed ‘popping rocks’, represent undegassed magmas from the upper mantle and provide insight into upper mantle carbon inventory. We show that fourteen new popping rocks, collectedin situfrom the Mid-Atlantic Ridge rift valley near 14°N, contain highly variable CO2/Nb and CO2/Ba ratios despite similar mantle sources and extents of melting. We revise the original model for popping rock formation using seafloor observations, high-resolution bathymetry, vesicle size distributions, major and trace element geochemistry, and noble gas geochemistry. Highly variable volatile concentrations despite relatively homogeneous trace element ratios and low4He/40Ar⁎suggest that bubble accumulation affected these popping rocks. These results provide evidence for heterogeneity in the CO2/Ba ratio of the depleted mantle and indicate that mantle carbon concentrations are lower and less heterogeneous than previously estimated, which influences models for mantle melting and CO2flux at mid-ocean ridges.
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影响因子：
5.3
作者：
J. Tucker;S. Mukhopadhyay;H. Gonnermann
通讯作者：
J. Tucker;S. Mukhopadhyay;H. Gonnermann
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DOI：
10.1016/j.epsl.2005.10.018
发表时间：
2006
期刊：
bioRxiv
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--
作者：
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通讯作者：
M. Martelli
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