板片俯冲作用是壳幔物质再循环过程中的关键环节。在其影响下，水、沉积物和蚀变洋壳等再循环物质往往随着俯冲板片进入地幔源区，能降低局部地幔固相线，改变地幔熔融的温度、压力和熔融程度（Asimow and Langmuir, 2003; Xu et al., 2018），甚至改变局部地幔的岩性和氧逸度（Pang et al., 2019; Wang et al., 2019），进而影响了玄武岩的成因。因此，识别再循环组分是判定火山岩成因是否受到了板片俯冲影响的关键证据。

我国兴蒙造山带及其毗邻的蒙古国东南缘共同发育大面积的晚新生代板内玄武岩，从蒙古国达里干加到我国内蒙古的阿巴嘎-达里诺尔火山岩断续相连，组成亚洲东部面积最大的晚新生代火山岩区。这些火山岩来自软流圈地幔，且部分熔融程度较低，保存了更多的地幔源区信息，为揭示其中的再循环成分提供了便利条件。基于此，活动火山与灾害研究室博士生孙金恒在李霓研究员等人的指导下，通过估算阿巴嘎地幔源区的水、沉积物和蚀变洋壳含量以及氧逸度值，探讨了本区火山岩成因与板片俯冲的关系，并取得了如下认识：

（1）本区火山岩的Ba/Th、Ba/La、Nb/La和Ce/Pb值位于亏损地幔、沉积物和蚀变洋壳之间，指示其地幔源区存在沉积物和蚀变洋壳成分。根据微量元素和Sr-Nd-Pb同位素模拟计算，研究区地幔源区中蚀变洋壳和沉积物含量约为15%和5%。

（2）研究区地幔水含量为423 ppm（假定部分熔融程度为2%，分配系数为0.005，岩浆水含量为1.7 %），其值高于中国东北部地区岩石圈地幔水含量（0~160 ppm, Xia et al., 2019），指示阿巴嘎地幔源区较高的水含量并非来自岩石圈地幔，而是受到了其他富水成分的影响。

（3）地幔源区的氧逸度为FMQ+0.83，其值高于MORB地幔（正常地幔，FMQ-0.5，Wu et al., 2022）和本区岩石圈地幔（FMQ-1.55至FMQ+0.51）的氧逸度，暗示阿巴嘎地幔源区较高的氧逸度不是来自岩石圈地幔，而是受到了其他氧逸度较高物质的影响。

（4）阿巴嘎玄武岩的Ba/Th值和H2O/Ce值具有正相关关系，表明岩浆中高含水量与沉积物加入密切相关。此外，本区火山岩的氧逸度也与Ba/Th和Ce/Pb呈正相关，说明沉积物和洋壳成分的加入可能是造成氧逸度升高的重要因素。前人研究证实，水、沉积物和洋壳是板片俯冲过程中最重要的再循环成分，因此，研究区火山岩的成因可能受到了太平洋板片俯冲的影响。

上述研究工作首次估算了阿巴嘎地幔源区中水、沉积物和蚀变洋壳含量以及氧逸度值，探讨了洋壳和沉积物对水含量和氧逸度的影响，以及再循环成分与火山岩成因之间的联系，这对东亚晚新生代火山岩成因研究具有重要指示意义。

以上研究得到了中央级公益性科研院所基本科研业务专项重点项目“内蒙古阿巴嘎地区火山喷发序列及地貌演化（IGCEA2105）”、陆内火山与地震教育部重点实验室开放课题（KLIVE2023-01）以及国家自然科学基金（41872255）的联合资助，研究成果分别发表在著名国际地学期刊‘Lithos’和‘International Geology Review’上。

论文信息：

Sun, J., Li, N., Zhao, Y., & Hu, J. 2023. The estimated water content of the Abaga basalts (Inner Mongolia, China) and compositions of the recycled materials in the source: Implication for magma genesis. Lithos, 107241.

Sun, J., Li, N., Zhao, Y., Zhang, W., & Hu, J. 2023. The role of high oxygen fugacity on genesis of the late Cenozoic Abaga basalts in Xilin Gol League, Inner Mongolia, China, International Geology Review, DOI: 10.1080/00206814.2023.2289035