Исследовательская группа определила источник уникального химического состава вулканических пород

Новый анализ раскрыл источник окисления, обнаруженного в образцах горных пород с побережья Греции, где около 45 миллионов лет назад геологическая активность породила взрывные островодужные вулканы, сообщает команда исследователей в журнале Nature Geoscience.

Породы островодужных вулканов сильно окислены, что заставило учёных предположить, что окислителем могут быть флюиды, выделяющиеся из погружающихся океанических пород, — отметил соавтор исследования, профессор наук о Земле и окружающей среде Бостонского колледжа Итан Бакстер.

Чтобы проверить эту гипотезу, команда Бакстера вместе с коллегами из Сорбонны, Университета Южной Каролины и Даремского университета (Великобритания) попыталась найти «химический отпечаток» источника флюидов в остатках древней океанической коры, обнаруженных на греческом острове Сифнос.

Исследователи изучили образцы крупных кристаллов граната, содержащих концентрические кольца роста, подобные годовым кольцам дерева. Внутри этих колец находятся химически уникальные зоны, меняющиеся от ядра кристалла к краю, которые отражают эволюцию породной системы в течение миллионов лет. В этих породах состав изотопов железа варьируется от ядра к краю таким образом, что подтверждает выделение окисляющего флюида.

Команда использовала электронный микрозондовый анализ и изотопный анализ железа, чтобы задокументировать прогрессивные изменения в системе, записанные в этих сильно зональных гранатах. «Химическая и изотопная зональность гранатов подтверждает идею, что эти породы высвобождали окисляющие флюиды во время субдукции. Мы химически «идентифицировали» источник этих окисляющих флюидов в зонах субдукции», — заявил Бакстер.

Эти новые измерения впервые показывают, что кристаллы граната сохраняют зональность изотопного состава железа от раннего ядра к более поздним краям. «Когда мы обнаружили значительную зональность в изотопном составе железа внутри этих гранатов, мы поняли, что нашли нетронутый архив химических изменений, связанных с флюидами», — сказал Бакстер.

Следующие шаги в этом исследовании, по словам Бакстера, включают дальнейшую проверку гипотезы путем изучения причин окислительных свойств флюидов. «На основе химической зональности гранатов мы знаем, что флюиды, высвобожденные из наших образцов, являются окисляющими, но мы не знаем, почему они окисляют или какие именно агенты ответственны за это», — пояснил учёный.