Ba同位素作为一个新兴的同位素体系，在示踪表壳物质再循环以及壳幔相互作用中具有潜在的重要应用前景。准确估计上地幔Ba同位素组成是开展Ba同位素示踪地壳物质俯冲再循环应用研究的前提，但是目前关于地幔Ba同位素组成的研究很少，还存在很大的争议。考虑到Ba同位素在地幔熔融过程中的高不相容性，地幔熔融过程不存在可观测的Ba同位素分馏，因此来自软流圈地幔的洋中脊玄武岩（MORB）是制约上地幔Ba同位素组成和变化的理想样品。来自5-11°S南大西洋洋中脊的玄武岩已被前人研究证实具有较大的微量元素和放射成因同位素变化，且其中发现了大西洋洋中脊具有最亏损Sr-Nd同位素组成的玄武岩样品。本工作选取了来自这一地区很高研究程度的玄武岩样品，对其进行了Ba同位素研究。我们的结果显示，此地区具有最亏损放射成因同位素组成的洋中脊玄武岩样品其δ^138/134Ba（δ^138/134Ba = [(¹³⁸Ba/¹³⁴Ba)_sample/(¹³⁸Ba/¹³⁴Ba)_SRM3104a - 1] × 1000‰）值都分布在0.03‰左右。相比而言，具有富集特征的MORB样品的δ^138/134Ba具有明显变化（-0.04‰至0.15‰）。我们的结果进一步显示，洋中脊玄武岩Ba同位素和其它指示地幔富集的地球化学指标并没有简单的相关性关系，说明洋中脊玄武岩的Ba同位素变化不能归因于某个单独再循环组分（如前人建议的沉积物）加入的影响。我们进一步通过地幔熔融-混合模型显示，再循环蚀变洋壳和沉积物组分的加入是导致富集型洋中脊玄武岩Ba同位素变化的因素。因此，我们的结果显示复合的再循环组分对软流圈上地幔的化学成分起到了重要的改造作用，而Ba同位素是示踪这些再循环物质的有力工具。我们进一步整合我们和前人发表的洋中脊玄武岩Ba同位素数据，估计得到亏损上地幔的δ^138/134Ba组成为0.03到0.06‰之间，并建议这一组成作为未来利用Ba同位素研究表壳物质再循环以及地幔不均一性的参考值。
 

金属稳定同位素,地幔地球化学,地幔不均一性