Ученые раскрыли взаимодействие флюидов и пород в мелкой зоне субдукции Марианской преддуговой области

Исследовательская группа под руководством профессора Сунь Вэйдона из Института океанологии Китайской академии наук (IOCAS) выявила процессы взаимодействия флюидов и пород в мелкой зоне субдукции Марианской преддуговой области. Исследование, опубликованное в журнале Lithos 13 мая, представляет собой комплексное изучение петрографии, минеральной химии и изотопов бора в метабазитовых породах, поднятых с гор Фантангисна и Асут-Тесору во время экспедиции 366 Международной программы по открытию океана (IODP).

Субдукционные зоны играют ключевую роль в глобальном круговороте элементов и поддержании геохимического баланса Земли. Пути миграции флюидов в преддуговой области также важны для этого цикла. Ученые обнаружили, что метабазиты состоят в основном из низкотемпературных минералов, соответствующих цеолитовой и пренит-пумпелиитовой фациям метаморфизма. Эти минералы обогащены подвижными в флюидах элементами, такими как бор (B), мышьяк, сурьма и свинец, что фиксирует концентрации бора в субдуцирующей океанической коре на мелких глубинах (<18 км). Породы имеют высокие концентрации бора и более тяжелый изотопный состав (δ¹¹B), чем их протолиты — базальты срединно-океанических хребтов (MORB) и океанических островов (OIB).

«Кроме того, от гор Фантангисна через Асут-Тесору к горам Южный Чаморро значения δ¹¹B в метабазитах в целом демонстрируют тенденцию к снижению, что, скорее всего, вызвано прогрессивной метаморфической дегидратацией», — пояснил первый автор исследования Лю Хайян. Результаты моделирования дегидратации показывают, что этот процесс может объяснить изотопные сигнатуры бора в лавах Марианской дуги.

Таким образом, мантия преддуговой области служит важным фильтром для бора в поперечном сечении субдукционных зон, что в целом приводит к тяжелому изотопному составу бора в лавах дуги. Однако различия в изотопном составе бора между двумя группами этих лав в значительной степени контролируются изменчивым соотношением осадков и измененной океанической коры (AOC), вызванным субдукцией Магеллановых подводных гор.