缅甸翡翠的Si同位素数据揭示了俯冲带弧前流体硅质的来源

“霞绮浓披翡翠，晨光巧上珊瑚”。翡翠被誉为“玉中之王”，翡翠又称硬玉岩，是俯冲带典型的高压低温变质岩。其中，白色硬玉岩为流体直接沉淀形成，绿色硬玉岩为流体交代超基性岩形成，因而，硬玉岩可以有效的记录俯冲带流体特征。

近期，中国科技大学黄方教授团队与中国科学院地质与地球物理研究所陈意研究员合作，选择来自全球品质最好的缅甸翡翠，综合运用矿物学和Si同位素来制约俯冲带弧前流体中Si同位素组成及Si质来源。

研究发现，白色硬玉岩具有明显偏高的δ³⁰Si（-0.04 ~ 0.23‰），绿色硬玉岩（− 0.35‰ ~ 0.03‰）及伴生富角闪石岩（− 0.33‰ ~ 0.05‰）的Si同位素组成也有不同程度的偏重。这些数据反映形成硬玉岩的流体Si同位素组成本身偏重，通过硬玉与流体之间的分馏，推测硬玉质流体的Si同位素在0.7‰ ~ 1.2‰。同时硬玉岩的δ³⁰Si与SiO₂含量有很好的正相关关系，其斜率明显高于岩浆演化趋势线（图1）。流体与超基性岩的二元混合模型显示，绿色硬玉岩及富角闪石岩中有0~25%不等的Si质来自流体，受流体交代越强，其Si同位素组成越重。由于深海泥质沉积物、蚀变洋壳及地幔蛇纹岩中脱出的流体Si同位素组成相对偏轻，这些富集重Si同位素的流体可能来源于具有重Si同位素的深海硅质岩的溶解。因此Si同位素可以很好地示踪流体中溶质来源。

该研究显示俯冲带流体不仅有较高的Si含量，Si同位素也可能有较大的变化，其中硅质岩对俯冲带流体Si同位素组成起了决定性作用。

图1 缅甸硬玉岩及其围岩的Si同位素特征，其中白色硬玉岩具有明显偏重的Si同位素组成，绿色硬玉岩及富角闪石岩受流体交代程度不同，具有介于正常火成岩与白色硬玉岩之间的Si同位素值。

该研究成果发于国际矿物学和岩石学知名期刊Contributions to Mineralogy and Petrology上。博士生陈安霞为第一作者，黄方教授和陈意研究员为通讯作者，合作者还有博士生李原鸿和于慧敏副研究员。本研究成果受国家重点研发计划“深地资源勘查开采”专项“燕山期重大地质事件的深部过程与资源效应”项目（2016YFC0600404）和国家自然科学基金（41490614，41873009，41325011，41630206）联合资助。

论文信息：

Anxia Chen, Yuanhong Li, Yi Chen*, Huimin Yu, Fang Huang*, 2020. Silicon Isotope Composition of Subduction Zone Fluids as Recorded by Jadeitites from Myanmar. Contributions to Mineralogy and Petrology, 175(1), 6.

全文链接：

https://doi.org/10.1007/s00410-019-1645-8.