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Slab melting as a barrier to deep carbon subduction

机译：板坯熔化是深层碳俯冲的障碍

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摘要

Interactions between crustal and mantle reservoirs dominate the surface inventory of volatile elements over geological time, moderating atmospheric composition and maintaining a life-supporting planet(1). While volcanoes expel volatile components into surface reservoirs, subduction of oceanic crust is responsible for replenishment of mantle reservoirs(2,3). Many natural, 'superdeep' diamonds originating in the deep upper mantle and transition zone host mineral inclusions, indicating an affinity to subducted oceanic crust(4-7). Here we show that the majority of slab geotherms will intersect a deep depression along the melting curve of carbonated oceanic crust at depths of approximately 300 to 700 kilometres, creating a barrier to direct carbonate recycling into the deep mantle. Low-degree partial melts are alkaline carbonatites that are highly reactive with reduced ambient mantle, producing diamond. Many inclusions in superdeep diamonds are best explained by carbonate melt-peridotite reaction. A deep carbon barrier may dominate the recycling of carbon in the mantle and contribute to chemical and isotopic heterogeneity of the mantle reservoir.
机译：地壳和地幔储层之间的相互作用在地质时间内主导着挥发性元素的表面存量，从而缓和了大气成分并维持了维持生命的星球（1）。火山将挥发性成分排入地表储层时，洋壳俯冲是地幔储层的补充（2,3）。许多天然的``超深层''钻石起源于上地幔深处和过渡带，蕴藏着矿物包裹体，表明它们与俯冲的洋壳有亲和力（4-7）。在这里，我们表明，大多数板状地热将沿着深度约300至700公里的碳酸盐化洋壳融化曲线与深陷相交，从而形成了将碳酸盐再循环到深地幔的障碍。低度部分熔体是碱性碳酸盐，与减少的周围地幔具有高度反应性，从而生成钻石。碳酸盐熔体－橄榄岩的反应最好地解释了超深金刚石中的许多夹杂物。深层的碳阻隔层可能会主导地幔中碳的再循环，并有助于地幔储层的化学和同位素异质性。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2016年第7584期|76-79|共4页
  • 作者

    Thomson Andrew R.; Walter Michael J.; Kohn Simon C.; Brooker Richard A.;

  • 作者单位

    Univ Bristol, Sch Earth Sci, Bristol BS8 1RJ, Avon, England|UCL, Dept Earth Sci, Mortimer St, London WC1E 6BT, England;

    Univ Bristol, Sch Earth Sci, Bristol BS8 1RJ, Avon, England;

    Univ Bristol, Sch Earth Sci, Bristol BS8 1RJ, Avon, England;

    Univ Bristol, Sch Earth Sci, Bristol BS8 1RJ, Avon, England;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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  • 正文语种 eng
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