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地球化学:かんらん岩の超低酸素フガシティーに記録された古代の深部高温融解

Nature 631, 8022 doi: 10.1038/s41586-024-07603-w

対流している上部マントルの酸素フガシティー(fO2)は、海嶺のかんらん岩に記録されているが、その値は4桁以上異なる。テクトニクス的状況間のマントルfO2のばらつきを駆動する機構と、現在の岩石と古代のマントル由来の岩石との間のfO2の比較には大きな注意が払われてきたが、現在の海洋中央海嶺の状況でのかんらん岩に記録されたfO2の大きなばらつきの起源を理解するためになされていることは比較的少ない。今回我々は、16の新たなfO2の高精度決定を含む、ガッケル海嶺と東太平洋海膨(EPR)で得られたかんらん岩の記載岩石学的特徴と地球化学的性質について報告する。ガッケル海嶺で得られた難溶性かんらん岩は、マントル平均よりも4桁以上低いfO2を記録していた。我々は、熱力学モデル化と鉱物分配モデル化を用いて、非常に低いfO2への逸脱が、ガーネットの領域から始まりスピネルの領域まで継続し、古代のコマチアイト生成時は満たされたが現在の玄武岩では満たされない高い温位(Tp)条件における大規模な融解によって生じる可能性があることを示す。これは、周囲の対流する上部マントルの第一鉄に対する第二鉄の比が、太古代の時代には現在より低かったことも、ホットスポットのガーネット領域における現代の融解が還元的マグマを生成することも意味しておらず、古代の難溶性の超還元的な大量のマントルは現在のマントル中で循環し続けているが、現在の海嶺火山活動にはほとんど寄与していないことを意味している。

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