近日，我所科研团队在柱-脊相互作用与地球深部碳循环研究中取得重要进展，研究成果利于进一步验证柱-脊相互作用过程，并完善地球深部碳循环的机制，也将为洋中脊地区的热液成矿作用研究提供重要地质背景资料。

开展地球深部碳循环过程的研究有助于深入了解固体地球不同圈层之间的物质循环。我所石学法研究员、鄢全树研究员带领科研团队与中国科学技术大学黄方教授团队合作，对位于南大西洋中脊的玄武岩开展了金属稳定同位素与放射性成因同位素联合示踪研究。研究发现，随着来自轴旁圣赫勒拿地幔柱物质贡献量的增加，南大西洋中脊玄武岩的同位素组成逐渐向碳酸盐端元演变（图1），指示具有较轻镁同位素组成且富集Sr-Nd-Hf-Pb同位素的南大西洋中脊玄武岩受到了圣赫勒拿地幔柱中碳酸盐物质的影响。研究建立了一个深部碳循环的概念模型，其中突出了脊-柱相互作用过程是古老俯冲碳从地幔柱向洋脊轴部搬运的主要机制（图2），为理解包括碳在内的挥发分在地球圈层间的循环路径提供了重要线索。

该研究成果近期发表于地球科学领域权威期刊《Geophysical Research Letters》，张海桃为第一作者，鄢全树为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项基金、国家重点研发计划、崂山实验室项目、中国大洋事务管理局项目及山东省泰山学者项目的支持。

论文链接：doi:10.1029/2024GL111125

图1 研究区玄武岩Mg同位素与Sr-Nd-Hf-Pb同位素端元混合计算

图2 从俯冲带到核幔边界经地幔柱最终至洋中脊系统的地球深部碳循环模型