大陆岩石圈地幔与软流圈对流地幔的分离，可以保留洋壳或陆壳俯冲造成的地幔成分不均一。俯冲板片释放的交代介质对源区进行改造的过程，例如沉积物熔/流体、蚀变洋壳流体和碳酸盐熔体等，可以被记录在幔源岩石的同位素和微量元素成分中。由俯冲板片交代富集，特别是板片释放的富挥发分流体改造的岩石圈地幔物质，对形成碰撞背景下的斑岩型Cu-Mo-Au矿床、造山型金矿床和碳酸岩型稀土矿床也有重要的贡献。具体到一个研究区域，经历长时间、多期次俯冲事件的大陆边缘，板片产生熔、流体的不同特征会叠加在上覆岩石圈地幔中难以识别，而近年来发展起来的非传统稳定同位素对于识别富集地幔源区中各种交代介质提供了重要的方法和手段。

针对上述问题，我校博士后苗壮、赵志丹教授及其合作者对青藏高原东南缘的钾质碱性岩开展了年代学、岩石元素和Sr-Nd-Pb-Mg-K同位素综合研究，取得如下新认识：

（1）青藏高原东南缘的钾质碱性岩（δ²⁶Mg = -0.52 to -0.25‰）具有比正常地幔（-0.25‰）更轻的Mg同位素组成，表明其源区可能有富Mg碳酸盐沉积物的加入。

（2）在钾质碱性岩浆体系中，含K矿物相的分离结晶和堆晶作用对K同位素组成的影响有限，其重的K同位素组成可能来自于板片流体交代的地幔源区（图1和图2a）。

（3）发育在思茅地体和扬子地台西缘的同时代（~36 Ma）钾质碱性岩具有不均一的同位素组成，成分模拟揭示出这种不均一特征是多种不同俯冲交代介质共同作用的结果，包括俯冲沉积物熔体、板片流体和沉积碳酸盐（图1）。本文Mg-K同位素联合示踪，为验证前人提出的俯冲洋壳释放超临界流体及其溶解的富Mg碳酸盐一起交代上覆地幔的过程提供了重要依据（图2b）。

图1 钾质碱性岩中记录的俯冲交代作用特征

图2 超临界流体及其溶解的富Mg碳酸盐对Mg-K同位素的影响

本研究受到国家自然科学基金（42121002）、青藏高原二次科考项目（2019QZKK0702）等联合资助。发表于《Geochimica et Cosmochimica Acta》：Miao, Z., Li, X.Q., Zhao, Z.D.*, Niu, Y.L., Xu, B., Lei, H.S., Wu, J.K., Yang, Y.Y., Ma, Q., Liu, D., Wang, Q., Zhu, D.C., Mo, X.X., 2023. Deciphering mantle heterogeneity associated with ancient subduction-related metasomatism: Insights from Mg-K isotopes in potassic alkaline rocks. Geochimica et Cosmochimica Acta, 348: 258–277. [IF2021=5.921]

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2023.03.020