地幔交代作用是改变地幔化学组成的重要方式。硅酸盐和碳酸盐交代是主要的两种类型，但是二者在改变地幔物理化学状态方面存在明显的差异。在显性交代的情况下，两者具有岩石学和矿物学上的差别，而对于隐性交代的样品则需要地球化学的识别。前人提出的一些地球化学指标在很多情况下并不能有效地进行识别，因而不断受到质疑。
地质地球所特提斯研究中心苏本勋副研究员选择分别受到典型硅酸盐（华北汉诺坝）和碳酸盐交代（西秦岭好梯）的地幔捕掳体（图1）为研究对象，对其进行详细的Li同位素原位分析。结果显示，橄榄石的Li同位素组成可以有效地反映硅酸盐和碳酸盐交代作用：硅酸盐交代作用使橄榄石的Li同位素变重即增加δ7Li值，而碳酸盐交代则降低橄榄石的δ7Li值（图2）；硅酸盐交代的样品中δ7Li值顺序为橄榄石>斜方辉石>单斜辉石，碳酸盐交代的样品中δ7Li值则相反。这为研究地幔过程提供了重要的地球化学指标。同时，他在研究中还详细讨论了造成这种同位素差异的可能机制。
图1 分别受到典型硅酸盐（a）和碳酸盐交代（b）的地幔捕掳体的岩石学特征
图2 硅酸盐（a）和碳酸盐交代（b）的橄榄石具有明显不同的Li同位素组成
该项研究成果近期发表在国际地球化学研究权威期刊Chemical Geology（Su et al. Distinguishing silicate and carbonatite mantle metasomatism by using lithium and its isotopes. Chemical Geology, 2014, 381: 67-77）和Chemie der Erde上（Su et al. Lithium elemental and isotopic variations in rock-melt interaction. Chemie der Erde, 2014, 74: 705-713）。
原文链接：CG、 Chemie der Erde
