近来，我国科学技术大学地球和空间科学学院吴忠庆教授课题组使用榜首性原理核算方法，对爬升大洋板片脱水过程中的镁同位素分馏机制进行了深入研讨，发现爬升大洋板片脱水能够解说不同爬升带区域岛弧岩浆的镁同位素组成特征，为了解爬升带的温度结构和深部水循环供给了新的知道。相关研讨成果以“Heavy magnesium isotopic signatures in arc lavas may be attributed to dehydration of subducting hydrated mantle”为题，宣布在地球科学范畴世界闻名学术期刊Communications Earth & Environment上。
大洋板片包含岩石圈地幔、洋壳以及上覆沉积物三层。在爬升带，爬升大洋板片能够带着很多水进入地球内部。跟着深度的添加，温度和压强逐步升高，爬升板片有几率发生脱水，并开释流体进入上覆地幔楔。这些流体能改动地幔楔的物质组成，下降岩石的熔点，然后引发部分熔融，构成岛弧岩浆。了解爬升板片开释流体的性质关于了解地幔的不均一性、岛弧岩浆组成以及深部水循环都具有极端重大意义。
镁(Mg) 是地球根本组成元素之一，在地幔橄榄岩中含量很高，在洋壳中含量较低，且具有较强的流体活动性。因而，镁同位素可用于示踪爬升大洋地幔开释的流体，为研讨爬升带深部水循环供给了一种有用研讨手法。但是，爬升板片内含水地幔橄榄岩脱水过程中的镁同位素分馏机制尚不清楚。
研讨团队经过榜首性原理核算确认了流体与含水矿藏以及地幔硅酸盐矿藏间的镁同位素平衡分馏系数。成果显现，含水地幔橄榄岩脱水过程中开释的流体相较于地幔硅酸盐矿藏富集重镁同位素。这些高镁含量且富集重镁同位素的流体进入地幔楔导致在多个爬升带观测到的岛弧岩浆重镁同位素反常。进一步研讨标明，不同爬升带区域岛弧岩浆中镁同位素组成的改变或许与其下爬升板片中脱水机制有关，而脱水机制又受各自爬升带温度结构的操控。因而，镁同位素可当作辨认来自爬升大洋地幔的流体的有用示踪剂，并为探究各种爬升带的温度结构供给了一种新的东西。
(a) 地幔含水矿藏的相图，点表明不同爬升带区域岛弧下方爬升板片莫霍面的温压条件；(b) 不同爬升带区域岛弧岩浆的镁同位素组成特征；(c-d) 爬升大洋地幔脱水开释流体能够发生岛弧岩浆重镁同位素反常。
论文榜首作者为邓忻博士，通讯作者为吴忠庆教授。合作者包含我国科学技术大学陈伊翔教授、王文忠教授、肖子聪博士以及国家超级核算成都中心李永辉博士。我国科大为该论文榜首单位。该项研讨遭到国家自然科学基金项目以及中心高校根本科研业务费专项资金等项目的赞助。核算作业主要在我国科大超级核算中心和合肥先进核算中心的超级核算机上进行。
