摘要gydF4y2Ba
远离板块边界的板块内岩浆省提供了地球地幔组成和非均质性的直接样本。在地幔中观察到的化学非均质性通常归因于俯冲过程中的再循环gydF4y2Ba1gydF4y2Ba，gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba这使得挥发物和不相容元素可以加入地幔。虽然许多板块内火山都有深地幔储层的样本——可能在核幔边界gydF4y2Ba4gydF4y2Ba-并非所有的板块内火山都根深蒂固gydF4y2Ba5gydF4y2Ba而其他较浅的边界层中的储层也可能参与岩浆的生成。在这里，我们提出的证据表明，百慕大取样了一个以前未知的地幔域，其特征是硅不饱和熔体，大量富含不相容元素和挥发物，以及独特的极端同位素特征。据我们所知，百慕大记录的放射性物质最多gydF4y2Ba206gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2Ba在海洋盆地中已记录的铅同位素gydF4y2Ba206gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2BaPb比值为19.9 ~ 21.7)。与低一起gydF4y2Ba207gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2BaPb比值(15.5-15.6)和相对不变的Sr、Nd和Hf同位素，这些数据表明这个来源一定小于6.5亿年。因此，我们将百慕大源解释为以前未知的瞬态地幔储层，这是由于不相容元素和挥发物的循环和储存造成的gydF4y2Ba6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba7gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba在过渡区(上地幔和下地幔之间)，由一种矿物中铅的分馏法辅助，这种矿物仅在该边界层中稳定，如K-hollanditegydF4y2Ba9gydF4y2Ba，gydF4y2Ba10gydF4y2Ba．我们认为，与盘古大陆形成期间的俯冲事件有关的过渡区最近的再循环是该储层只在大西洋中发现的原因。我们的地球动力学模型表明，这个边界层是由与地幔流动有关的扰动采样的。地震研究和金刚石夹杂物gydF4y2Ba6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba7gydF4y2Ba有表明再生材料可以储存在过渡区吗gydF4y2Ba11gydF4y2Ba．据我们所知，我们第一次展示了地球化学证据，证明这种储存是极端同位素畴产生的关键，而以前人们认为极端同位素畴只与深部循环有关。gydF4y2Ba
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百慕大熔岩的地球化学数据可以在EarthChem数据库上找到gydF4y2Bahttps://doi.org/10.1594/IEDA/111282gydF4y2Ba．所有地球化学数据，包括橄榄石-尖晶石温度测量、岩浆水计算和pb同位素模拟，都可以在补充资料中找到。gydF4y2Ba
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2019年7月3日gydF4y2Ba
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新英格兰海底山的年代渐进火山活动和大西洋中部的开放。gydF4y2Baj .地球物理学。固体地球gydF4y2Ba89gydF4y2Ba， 9980-9990(1984)。gydF4y2Ba
李国强，李国强，李国强，等。地幔端元微量元素组成对海洋和上下地壳循环的意义。gydF4y2BaGeochem。地球物理学。GeosystgydF4y2Ba．gydF4y2Ba7gydF4y2Ba， q04004(2006)。gydF4y2Ba
Mallik, A. & Dasgupta, R. morb -榴辉岩衍生的碳酸硅酸盐熔体在3gpa时反应渗透到可育橄榄岩和碱性岩浆的成因。gydF4y2Baj .汽油gydF4y2Ba．gydF4y2Ba54gydF4y2Ba， 2267-2300(2013)。gydF4y2Ba
Béguelin, P.， Bizimis, M.， Beier, C. & Turner, S.裂谷-羽流相互作用揭示了亚速尔熔岩中多代回收的海洋地壳。gydF4y2BaGeochim。Cosmochim。学报gydF4y2Ba218gydF4y2Ba， 132-152(2017)。gydF4y2Ba
Baker, J. Peate, D. Waight, T. & Meyzen, C.标准和样品的铅同位素分析gydF4y2Ba207gydF4y2BaPb -gydF4y2Ba204gydF4y2Ba用双聚焦MC-ICP-MS对铅和铊进行质量偏差校正。gydF4y2Ba化学。地质的gydF4y2Ba．gydF4y2Ba211gydF4y2Ba， 275-303(2004)。gydF4y2Ba
确认gydF4y2Ba
本研究由NSF OCE 1756349和NSF EAR 1802012资助E.G.， NSF EAR 1249438资助E.A.J.。格勒诺布尔阿尔卑斯大学ISTerre EPMA设施的分析工作由V. Batanova监督，并由法国大学研究所资助A.V.S.，由Richard Lounsbery基金会资助A.V.S.和e.s.e.m.，感谢J. Dale, J. Trela, J. Berndt和L. Costello在样品收集、制备和分析方面的帮助。感谢A. Hofmann的讨论。任何贸易、产品或公司名称的使用仅用于描述目的，并不意味着得到美国政府的认可。gydF4y2Ba
审核人信息gydF4y2Ba
自然gydF4y2Ba感谢Gerya Taras和其他匿名审稿人对本工作的同行评审所作的贡献。gydF4y2Ba
作者信息gydF4y2Ba
作者及隶属关系gydF4y2Ba
贡献gydF4y2Ba
S.E.M.制备样品，通过x射线荧光和激光烧蚀电感耦合等离子体质谱收集岩石地球化学数据，分析数据，撰写论文并制作图表。构想项目，分析数据，编制图表。s.e.m.、M.B.和P.B.进行了Pb、Sr、Nd和Hf同位素分析，P.B.建立了Pb模型。R.M.进行了地球动力学模型。E.A.J.对斜吡蒽进行了红外光谱分析。R.J.M.收集了gydF4y2Ba40gydF4y2Ba基于“增大化现实”技术/gydF4y2Ba39gydF4y2Ba年龄。A.V.S.对橄榄石进行了电子探针分析。所有作者都参与了对结果的讨论和解释，并参与了手稿的准备。gydF4y2Ba
相应的作者gydF4y2Ba
道德声明gydF4y2Ba
相互竞争的利益gydF4y2Ba
作者声明没有利益竞争。gydF4y2Ba
额外的信息gydF4y2Ba
出版商的注意:gydF4y2Ba施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。gydF4y2Ba
扩展的数据图形和表格gydF4y2Ba
扩展数据图1百慕大的地质图和岩心测井。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba，根据参考文献绘制的西北大西洋水深图。gydF4y2Ba12gydF4y2Ba，突出百慕大和百慕大隆起。预测的东西热点轨迹gydF4y2Ba78gydF4y2Ba显示为一条红线。gydF4y2BabgydF4y2Ba，根据达尔豪西大学岩心测井资料绘制的百慕大岩心地层学示意图。原始岩心日志对应于岩心上的物理标记，均以英寸和英尺为单位。已观察到橄榄石(O)和辉云母(Phl)斑晶的位置被标记出来。gydF4y2Ba
扩展数据图2样品和矿物学示例。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba，硅饱和样品B1081照片，显示隐晶质结构，带有赤铁矿和方解石脉。gydF4y2BabgydF4y2Ba，硅不饱和样品B1644照片，显示斑状结构与斜辉石(Cpx)。gydF4y2BacgydF4y2Ba，二氧化硅欠饱和样品B815照片，显示斑状结构和大的斜辉石斑晶(Cpx;长度可达1厘米)。gydF4y2BadgydF4y2Ba，硅欠饱和样品B193照片，显示隐晶结构。gydF4y2BaegydF4y2Ba，样品B1908在交叉偏振光下的显微照片，显示钛辉石、磷灰石和辉云石斑晶。gydF4y2BafgydF4y2Ba，样品B1908在交叉偏振光下的显微照片，显示钙钛矿和霞石斑晶。gydF4y2BaggydF4y2Ba，橄榄从B2299分离。gydF4y2Ba
扩展数据图3gydF4y2Ba40gydF4y2Ba基于“增大化现实”技术/gydF4y2Ba39gydF4y2Ba样品B1908、B703、B1641和B1036的Ar年龄谱。gydF4y2Ba
40gydF4y2Ba基于“增大化现实”技术/gydF4y2Ba39gydF4y2Ba百慕大硅不饱和熔岩的Ar步进加热数据。云母斑晶年龄谱记录了大约30.9 Myr的岩浆年龄。gydF4y2Ba
扩展数据图4参考文献中比较百慕大与HIMU、EM1和EM2地幔域的微量元素比值示例。gydF4y2Ba79gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba， Rb/Sr相对于1/Sr，表明百慕大熔岩横跨HIMU、EM1和EM2结构域。gydF4y2BabgydF4y2Ba， Ce/Pb与U/Pb对比，表明百慕大熔岩比himu衍生的熔岩更富。gydF4y2BacgydF4y2Ba， K/U与Pb/U的比值，表明百慕大熔岩是K-贫化的。gydF4y2BadgydF4y2Ba， Ba/Th与Rb/Th的比值，表明百慕大熔岩具有与HIMU结构域相似的流体流动元素比值。gydF4y2BaegydF4y2Ba， K/Nb与K/U的比值，表明百慕大熔岩的K耗尽，K的耗尽比先前报道的HIMU低。gydF4y2BafgydF4y2Ba， Th/Pb与U/Pb作图，表明百慕大不具有硫化物分馏的特征，因为Th和U的富集程度相同，且富集程度高于HIMU。EM1，富集地幔I;EM2，富集地幔II。gydF4y2Ba
扩展数据图5实验熔体与百慕大熔岩的比较。gydF4y2Ba
fgydF4y2Ba， TiO的比例gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(wt %) (gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba),阿尔gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba(wt %) (gydF4y2BabgydF4y2Ba)， CaO (wt%) (gydF4y2BacgydF4y2Ba), KgydF4y2Ba2gydF4y2BaO (wt%) (gydF4y2BadgydF4y2Ba)、KgydF4y2Ba2gydF4y2BaO / NagydF4y2Ba2gydF4y2BaO比率(gydF4y2BaegydF4y2Ba)及MgO (wt%) (gydF4y2BafgydF4y2Ba)密谋反对SiOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba(wt %)。实验数据来自参考文献gydF4y2Ba22gydF4y2Ba，gydF4y2Ba49gydF4y2Ba，gydF4y2Ba50gydF4y2Ba，gydF4y2Ba80gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
图6百慕大地幔源的pb同位素模型。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba，gydF4y2Ba206gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2BaPb -gydF4y2Ba207gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2BaPb和gydF4y2Ba206gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2BaPb -gydF4y2Ba208gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2Ba带有测量值和年龄校正值的百慕大样品铅图(见图例)。HIMUgydF4y2Ba65gydF4y2Ba和东亚速尔熔岩gydF4y2Ba81gydF4y2Ba是为了说明。亚速尔MAR，平均NMAR和冰岛MAR终端成员(GEOROC数据库)连同他们的线性回归，大西洋阵列。gydF4y2BaRgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba对应样品B703的实测值，为gydF4y2BatgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba(今天)= 0。党卫军,silica-saturated;苏,silica-undersaturated。gydF4y2BacgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BafgydF4y2Ba，由式(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)gydF4y2BaRgydF4y2Ba1gydF4y2Ba落在大西洋阵列上的值。亚速尔MAR、平均NMAR和冰岛MAR终端成员以各自的模型值表示。gydF4y2BaμgydF4y2Ba＝gydF4y2Ba238gydF4y2BaU /gydF4y2Ba204gydF4y2Ba铅、gydF4y2BaΩgydF4y2Ba＝gydF4y2Ba232gydF4y2BaTh /gydF4y2Ba204gydF4y2Ba铅、gydF4y2BaκgydF4y2Ba＝gydF4y2Ba232gydF4y2BaTh /gydF4y2Ba238gydF4y2BaU。gydF4y2BaμgydF4y2Ba而且gydF4y2BaΩgydF4y2Ba百慕大硅欠饱和熔岩的数值为:蓝色虚线，平均值;蓝色实线，±1 s.d。gydF4y2Ba
扩展数据图7模拟gydF4y2BaμgydF4y2Ba百慕大地幔的来源gydF4y2Ba
模仿gydF4y2BaμgydF4y2Ba这些成分是产生百慕大最具放射性物质所必需的gydF4y2Ba206gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2BaPb样品(B703)从饱和硅样品的平均组成开始，放射成因最小。B703(目标)和平均硅饱和样品的年龄已校正到喷发时间(30 Myr前)。每条线对应可能的源年龄和必要的gydF4y2BaμgydF4y2Ba该来源产生了与B703相对应的喷发熔岩。gydF4y2BatgydF4y2Ba= 40 Myr (70 Myr前)对应于百慕大的计算源年龄，假设百慕大代表一个等时线，具有最小值gydF4y2BaμgydF4y2Ba< 420必须。gydF4y2BatgydF4y2Ba= 80密尔(110密尔以前)既对应百慕大等时线的误差，也对应百慕大周围海洋岩石圈的年龄。gydF4y2BaTgydF4y2Ba170密尔(200密尔以前)对应着盘古大陆的裂谷和大西洋在百慕大地区的开放。gydF4y2BatgydF4y2Ba= 550 Myr (580 Myr ago)对应的理想源年龄，可以将辐射致生性最低的样品演化为辐射致生性最高的样品gydF4y2BaμgydF4y2Ba50(实际的gydF4y2BaμgydF4y2BaB703)。妈，几百万年前。gydF4y2Ba
扩展数据图8铅同位素的标准重复性。gydF4y2Ba
推荐USGS标准值(BHVO-2, AGV-2和BCR-2)与本研究期间运行的标准进行比较gydF4y2Ba206gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2Ba铅、gydF4y2Ba207gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2BaPb,gydF4y2Ba208gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2BaPb。推荐标准值来自参考文献gydF4y2Ba63gydF4y2Ba，gydF4y2Ba82gydF4y2Ba和最新的GEOREM首选值。我们没有破坏任何标准。值得注意的是，参考。gydF4y2Ba63gydF4y2Ba报告指出，所有USGS标准在处理过程中都受到了不同程度的污染，因此我们绘制了这些USGS标准的残留物和渗滤液数据。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba， BHVO-2的Pb同位素显示gydF4y2Ba206gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2BaPb值与其他值的误差范围内，但我们的gydF4y2Ba207gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2BaPb比值低于参考文献gydF4y2Ba63gydF4y2Ba，gydF4y2Ba82gydF4y2Ba，但在GEOREM推荐值和引用的浸出残留物的误差范围内。gydF4y2Ba63gydF4y2Ba．在裁判。gydF4y2Ba63gydF4y2Ba注意到BHVO-2和BHVO-1被污染了，在浸出时，它们的残留物聚集在一起。gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BadgydF4y2Ba， AGV-2的Pb同位素，表明我们的数据在参考文献的误差范围内。gydF4y2Ba63gydF4y2Ba和GEOREM推荐值。在AGV-2的基础上，我们的Pb同位素数据既准确又高度精确(重复项在符号大小上重叠)。gydF4y2BaegydF4y2Ba，gydF4y2BafgydF4y2Ba， BCR-2的Pb同位素显示gydF4y2Ba207gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2BaPb值与参考值相同gydF4y2Ba63gydF4y2Ba，gydF4y2Ba82gydF4y2Ba．与BHVO-2一样，我们的数据更接近文献中报道的浸出残渣。gydF4y2Ba63gydF4y2Ba．我们的数据和文献数据图显示了混合线上BCR-2浸出残渣的高度变化，表明这些标准存在异质性。gydF4y2Ba
补充信息gydF4y2Ba
补充表1gydF4y2Ba
40gydF4y2Ba基于“增大化现实”技术/gydF4y2Ba39gydF4y2Ba百慕达样本B1908、B703、B1641和B1036的年龄测定。该表包含样本信息，分析条件，用于地代学计算的常数，以及从步进加热数据收集的原始数据。gydF4y2Ba
补充表2gydF4y2Ba
大块岩石地球化学，橄榄石-尖晶石矿物地球化学，斜辉石FTIR和矿物地球化学。大块岩石地球化学包括样品描述(岩心深度，单位为英尺，存在斑晶，年龄(如适用)，主要氧化物(wt%)，微量元素(ppm)，gydF4y2Ba176gydF4y2Ba高频/gydF4y2Ba177gydF4y2Ba高频,gydF4y2Ba143gydF4y2BaNd /gydF4y2Ba144gydF4y2BaNd,gydF4y2Ba87gydF4y2BaSr /gydF4y2Ba86gydF4y2Ba老,gydF4y2Ba206gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2Ba铅、gydF4y2Ba207gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba4gydF4y2BaPb,gydF4y2Ba208gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2BaPb同位素比值。橄榄石(Ol) -尖晶石(Sp)测温包括橄榄石和尖晶石夹杂物的主要氧化物(wt%)，以及橄榄石结晶温度的计算。斜辉石岩浆水(Cpx)包括斜辉石颗粒中OH的FTIR结果和计算，以及主要氧化物(wt%)组成。最后HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba给出了岩浆中O的计算方法。gydF4y2Ba
补充表3gydF4y2Ba
百慕大铅同位素源组成的蒙特卡罗模拟。包括测量gydF4y2Ba206gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2Ba铅、gydF4y2Ba207gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba4gydF4y2BaPb,gydF4y2Ba208gydF4y2BaPb /gydF4y2Ba204gydF4y2BaPb同位素组成和喷发时间(30 Myr)的年龄校正值、蒙特卡罗模拟和建模结果。gydF4y2Ba
权利和权限gydF4y2Ba
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引用本文gydF4y2Ba
Mazza, s.e.， Gazel, E, Bizimis, M。gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba对百慕大群岛下面富含挥发物的过渡区进行取样。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba569gydF4y2Ba， 398-403(2019)。https://doi.org/10.1038/s41586-019-1183-6gydF4y2Ba
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DOIgydF4y2Ba：gydF4y2Bahttps://doi.org/10.1038/s41586-019-1183-6gydF4y2Ba
这篇文章被引用gydF4y2Ba
西藏南部由大洋板块断裂引发的始新世早期岩浆事件:来自大洋岛玄武岩样镁铁质岩石的证据gydF4y2Ba
对矿物学和岩石学有贡献gydF4y2Ba(2023)gydF4y2Ba
深部地幔循环碳酸盐的锌同位素证据gydF4y2Ba
自然通讯gydF4y2Ba（2022）gydF4y2Ba
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再生碳酸钙是深层上地幔条件下高效的氧化剂gydF4y2Ba
通讯地球与环境gydF4y2Ba(2021)gydF4y2Ba
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自然通讯gydF4y2Ba(2021)gydF4y2Ba
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