俯冲带是地球表面和内部物质交换的关键区域。俯冲板片物质（包含沉积物、蚀变洋壳和蛇纹石化地幔）随着P-T的变化，通常伴随矿物相的变化（如硬柱石、角闪石和多硅白云母）以及挥发分和流体的释放。俯冲板片释放流体的同时，可以释放氧化性的物质进入地幔楔，进而影响岛弧岩浆的氧化特征，如岛弧岩石通常具有高于洋中脊玄武岩的氧逸度。但是，板片分异流体的影响机制仍存在较大争议，如有学者认为岩浆分异或去气作用也可以产生岛弧岩浆的氧化。针对以上科学问题，美国波士顿学院（栗山）Gerrits等对希腊锡弗诺斯（Sifnos, Greece）地区出露的变质玄武岩中3个石榴石进行了Fe同位素环带组成分析和氧逸度计算，结果显示：（1）石榴石氧逸度与已发表的俯冲变质玄武岩的值在范围内一致，且高于未蚀变的洋中脊玄武岩；（2）从核部到边部石榴石的Fe同位素组成逐渐变重；（3）石榴石核部具有明显高于边部的氧逸度组成（图1）。
图1代表性石榴石（09DSF-23E）的背散射图像，Fe同位素和氧逸度分析区域及结果
为了揭示石榴石生长过程中的P-T条件和矿物反应，Gerrits等进行了热力学模拟，结果表明石榴石（09DSF-23E和09DSF-54A）生长于硬柱石初始分解脱水的阶段，因此表明硬柱石的脱水释放了氧化性的流体，进而被石榴石的核部记录下来，而石榴石的边部则生长于相对还原的条件。
图2 俯冲过程中的P-T和矿物相变化
重Fe同位素倾向于富集于Fe3+的位置，氧化状态的改变可以影响矿物中Fe3+/ΣFe的比值，因此可以导致Fe同位素的分馏。石榴石中观察到的Fe同位素δ56Fe与氧逸度具有负相关，表明Fe同位素的分馏受控于氧逸度的变化（图3）。
图3石榴石颗粒核部-边部Fe同位素组成与氧逸度的相关性图解
Gerrits等提出了两种可能的解释：（1）在开放体系下，Fe2+具有更高溶解度，因此随着氧化性流体的释放，轻的Fe同位素也倾向于富集在流体中，进而导致石榴石边部具有更重的Fe同位素组成；（2）在封闭体系下，Fe同位素的分馏受控于的Fe3+/ΣFe的比值，随着氧化性流体的释放，残留的矿物则具有相对还原的状态，因此富集Fe2+，此时氧逸度的变化不改变全岩的Fe同位素组成，但是石榴石更加容易吸轻氢同位素的Fe2+，因此在边部可以产生δ56Fe的升高，是一个瑞利分馏过程。作者指出以上两个过程在石榴石生长过程中可能均具有重要作用。热力学模拟结果显示硬柱石和硬石膏在相同的P-T条件下发生分解，而硬石膏的分解可以产生含SOx相的氧化性流体，因此Gerrits等指出硬柱石的分解并不能直接导致氧化还原状态的变化，而与含SOx相的结合形成Fe2+–SOx可以导致氧逸度发生明显的变化。该项研究的重要意义在于：（1）石榴石环带的Fe同位素体系是揭示俯冲带脱水导致的氧化还原状态变化的灵敏指示剂；（2）俯冲变质脱水过程中的流体释放过程是影响全球氧化还原状态的重要过程；（3）俯冲变质脱水过程中释放的氧化性流体可以影响弧下地慢楔，并产生高氧逸度的岛弧岩浆岩。文献信息：Gerrits A R, Inglis E C, Dragovic B, et al. Release of oxidizing fluids in subduction zones recorded by iron isotope zonation in garnet[J]. Nature Geoscience, : 1-5.
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