En tant que composant important de la subduction, la croûte océanique altérée (AOC) est largement distribuée sur la plaque de subduction océanique et peut contribuer de manière significative à la chimie des magmas d'arc. Cependant, l'identification de cette contribution dans les magmas d'arc est difficile car l'AOC n'est pas aussi enrichi en éléments incompatibles que les sédiments, et il n'a pas non plus une teneur en H2 aussi élevée. O concentrations tout comme les serpentinites. Par conséquent, il est nécessaire de trouver un traceur sensible pour l'AOC subduit.
Le Dr Zhang Yuxiang de l'équipe du professeur Zeng Zhigang de l'Institut d'océanologie de l'Académie chinoise des sciences (IOCAS), en collaboration avec le professeur Turner Simon de l'Université Macquarie et le professeur Huang Fang de l'Université des sciences et technologies de Chine, a découvert que une combinaison d'isotopes Ba-Sr-Nd pourrait identifier efficacement la présence d'AOC recyclés dans les magmas d'arc.
L'étude a été publiée dans Journal of Geophysical Research :Solid Earth .
Une caractéristique géochimique caractéristique de l'AOC est le découplage de ses isotopes Sr-Nd, c'est-à-dire que, comparé aux roches crustales océaniques non altérées, l'AOC a une valeur 87 plus élevée. Sr/ 86 Sr mais similaire 143 Sd/ 144 Sd. En conséquence, l'AOC diffère du réseau du manteau dans le diagramme isotopique Sr-Nd.
Il est intéressant de noter que cette caractéristique du découplage isotopique Sr-Nd est couramment observée dans les roches à arc intra-océaniques. Ainsi, de nombreux chercheurs considèrent le découplage isotopique Sr-Nd comme un indicateur de la contribution des AOC recyclés. Cependant, avant de tirer cette conclusion, il est nécessaire d'éliminer l'influence de la matière fondue ou du fluide dérivé des sédiments.
Dans cette étude, les chercheurs ont compilé les isotopes Sr-Nd et les concentrations de Ba, Th, Yb pour les roches à arc global. Ils ont découvert que l'ampleur du découplage isotopique Sr-Nd des roches à arc est positivement corrélée avec Ba/Th, mais négativement corrélée avec Th/Yb, ce qui suggère que le découplage isotopique Sr-Nd n'est pas lié aux contributions sédimentaires.
En outre, ils ont constaté que les roches d’arc présentant un découplage isotopique Sr-Nd plus prononcé ont tendance à avoir des rapports isotopiques Ba plus élevés, ce qui est également une caractéristique du fluide dérivé de l’AOC ; plus important encore, ce phénomène se produit dans de nombreuses zones de subduction telles que Mariana, Tonga et Kermadec.
Par conséquent, un lien fort peut être établi entre l'AOC subduit, les compositions isotopiques lourdes de Ba et la signature de découplage isotopique Sr-Nd dans les arcs insulaires, fournissant ainsi un outil puissant pour suivre le recyclage de l'AOC dans les zones de subduction.
De plus, les chercheurs ont découvert qu'à l'échelle mondiale, l'ampleur du découplage isotopique Sr-Nd est positivement corrélée au rapport isotopique B, qui est un traceur efficace pour la serpentinite subduite.
"Cela signifie que l'AOC subduit et la serpentinite peuvent avoir des comportements couplés lors de la déshydratation des dalles, ce qui est d'une grande importance pour comprendre le transfert de matière dans les zones de subduction", a déclaré le Dr Zhang Yuxiang, premier auteur de l'étude.
Plus d'informations : Yuxiang Zhang et al, Déchiffrer la contribution de la croûte océanique altérée recyclée aux magmas d'arc à l'aide des isotopes Ba-Sr-Nd, Journal of Geophysical Research :Solid Earth (2024). DOI :10.1029/2023JB028407
Informations sur le journal : Journal de recherche géophysique
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
