地幔是地球的主要组成部分。对地幔的地球化学研究为理解地球的形成和演化、其内部结构和地幔动力学提供了重要制约。一般认为，原始地幔形成于地球最初的若干百万年，当Fe-Ni分异形成地核，留下的铁镁硅酸盐物质就是原始地幔。原始地幔经过长期演化和地壳的不断提取，形成现在的亏损地幔。近代地幔地球化学通过幔源岩浆岩地球化学成分的不同，发现地幔中存在着巨大的不均一性，并划分出了DMM, HIMU, EM1和EM2端元。然而，在一些MORB和OIB中发现了非常亏损的微量元素组成，这暗示着可能存在着一个超亏损的地幔端元，同时这个端元也可以发生熔融产生熔体。
近期，德国Westfälische Wilhelms-Universität, Institut für Mineralogie的Andreas Stracke等人，通过对Azores 地幔柱熔岩的橄榄石中熔体包裹体微量元素和Nd同位素的研究，对超亏损地幔的研究提供了新的角度。橄榄石中的熔体包裹体代表了初始熔体的成分，其Nd同位素组成的范围超过了寄主岩石的Nd同位素变化范围，具有更加富集和更加亏损的的成分（图1）。图1，Azores 熔岩橄榄石中的熔体包裹体(红色点)，Azores 熔岩（红色区域），中大西洋洋脊附近的熔岩（蓝色区域）和深海橄榄岩（灰色柱）的Nd同位素组成。尤其值得注意的是，Azores 橄榄石中的熔体包裹体的Nd同位素甚至比全球深海橄榄岩的还要亏损。同时对包裹体的微量成分分析发现，同Nd同位素一样，熔体包裹体大多数是典型的OIB稀土分配模式，但也存在着更加亏损的稀土模式（图2）。
图2，熔岩和熔体包裹体的稀土配分图
结合这两点，他们认为这些岩石是通过一个超亏损的地幔端元产生的熔体和一个富集的地幔端元产生的熔体，两者混合而成，而超亏损地幔端元因为元素含量上的相对亏损，所产生的亏损的熔体与其他来源的熔体混合之后，其亏损的成分特点在岩石化学的尺度上不再显著，但是被橄榄石中的熔体包裹体所记录了下来。要产生这么亏损的Nd同位素组成，至少需要100 Myr的时间，考虑到地幔的对流速率，这种超亏损的地幔在地幔中可能分布的非常普遍。超亏损地幔的产物在不同地史时期都有所记录。Blichert-Toft and Puchtel (2010)通过对科马提岩Lu-Hf和Sm-Nd同位素的研究，发现在地球早期也存在一个亏损地幔。Wang et al., (2015)在鞍山的古老岩石中发现了异常高的锆石ƐHf(t)值,Moyen and Laurent (2018)统计了太古代镁铁质岩石的Nd同位素变化，也发现了异常亏损的Nd同位素组成。这些证据都表明在地球早期存在着超亏损地幔。而超亏损地幔的成因，组成，范围，熔融机制和地史时期的变化还有待更多的研究。
文章发表在最新一期的《Nature Geoscience》上。Stracke A,Genske F, Berndt J, et al. Ubiquitous ultra-depleted domains in Earth’smantle[J]. Nature Geoscience, 2019: 1-5.其它参考文献
Blichert-Toft,J. and Puchtel, I.S. (2010) Depleted mantle sources through time: evidence fromLu–Hf and Sm–Nd isotope systematics of Archean komatiites. Earth and Planetary Science Letters 297, 598-606.
Moyen,J.-F. and Laurent, O. (2018) Archaean tectonic systems: A view from igneousrocks. Lithos 302-303, 99-125.
Wang, Y. F., Li, X. H., Jin, W., & Zhang, J. H. (2015). Eoarchean ultra-depleted mantle domains inferred from ca. 3.81 Ga Anshan trondhjemitic gneisses, North China Craton. Precambrian Research, 263, 88-107.
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