高铌玄武岩（HNB：Nb > 20 ppm）和富铌玄武岩（NEB：10 ppm < Nb < 20 ppm）是俯冲带中一类特殊的岩石类型，其铌含量显著高于典型的弧岩浆岩，类似于洋岛玄武岩（OIB）。这类岩石常与俯冲带埃达克岩共生，并出现在洋脊俯冲或板片断离等构造背景中，因此HNB–埃达克岩组合被广泛视为识别古俯冲事件的重要标志。一种主流观点认为，埃达克岩源自俯冲洋壳的部分熔融，而HNB则源于受埃达克质熔体交代的地幔楔部分熔融，其中铌的富集与交代成因的角闪石分解有关。另一种观点则认为，HNB与埃达克岩在成因上无关，只是偶然共生；HNB更可能来源于软流圈地幔中古老再循环洋壳的贡献。

 中国科学院广州地化所地幔地球化学学科组刘海泉副研究员、徐义刚研究员、黄小龙研究员，与李杰研究员、张龙副研究员、张乐高级工程师，墨西哥国立自治大学Thierry Calmus教授和圣路易斯波托西自治大学Alfredo Aguillón-Robles博士合作，选择环太平洋俯冲带墨西哥下加利福尼亚经典的Santa Clara HNB-埃达克岩组合以及San Quintín高铌玄武岩为研究对象，运用Mo-Sr-Nd-Hf-Pb同位素示踪手段，揭示了高铌玄武岩中的古老再循环洋壳及蛇纹岩组分：

 1）Santa Clara埃达克岩表现出相对亏损的放射性同位素组成，类似于东太平洋洋隆玄武岩（图1），支持其来源于滞留的俯冲洋壳部分熔融的成因模型；

 2）Santa Clara和San Quintín高铌玄武岩展现出相对于埃达克岩富集的放射性同位素组成（图1），表明其成因与古老再循环洋壳相关，而非年轻俯冲板片的参与；

图 1 高铌玄武岩-埃达克岩组合Nd-Hf同位素组成与全球大洋玄武岩数据

图 2 高铌玄武岩Mo-Nd-Hf-Pb同位素组成

图 3 墨西哥下加利福尼亚高铌玄武岩-埃达克岩成因模型图

 3）高铌玄武岩中Mo同位素的富集与Nd-Hf-Pb同位素变化之间存在协同变化趋势（图2），进一步指示再循环蛇纹岩化地幔组分对HNB的成因贡献(图3)。由于在俯冲带氧化环境下，重的Mo倾向于通过熔流体进入地幔楔，残留洋壳通常具有轻的Mo同位素组成。然而，在板片和地幔楔蛇纹岩还原流体的缓冲下，Mo倾向于不分馏，因而蚀变洋壳的重Mo同位素组成得以保存；同时，板片蛇纹岩流体在上升过程中通过与残留洋壳反应，可能使残留洋壳发生Mo同位素再富集。因此，HNB中重Mo同位素组成可能反映了蛇纹岩流体与再循环洋壳的相互作用（图3）。

该成果发表于国际学术期刊《Geophysical Research Letters》，研究受到国家重点研发计划项目（2024YFF0808200）、国家自然科学基金面上项目（42373002）和重点项目（42330305）以及广东省基础与应用基础研究基金（2023A1515011009）联合资助。

论文信息：

Liu, H.-Q., Li, J., Calmus, T., Aguillón-Robles, A., Zhang, L., Zhang, L., Huang, X.-L., Xu, Y.-G., 2025. Radiogenic and Stable Isotope Evidence for Recycling of Ancient Oceanic Crust in High-Nb Basalts from Baja California, Mexico. Geophysical Research Letters 52, e2025GL115035.

论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL115035