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俯冲带是形成大陆岩石圈的重要构造环境。俯冲沉积物和蚀变洋壳可以释放富水流体和含水熔体交代地慢楔，并促发其熔融产生岛弧火山岩。由于俯冲组分和P-T条件的差异，岛弧岩石通常具有不同的地球化学特征。在冷的俯冲带，弧前区域的板片脱水不完全，因此可以输送水进入深部地幔；而热的俯冲带可以在浅部开始发生脱水，并可能存在板片的熔融。岛弧岩石的微量元素组成可以记录俯冲板片的脱水反应，因此可以反应俯冲板片脱水作用的P-T条件。然而，目前对于流体释放机制和位置的了解相对缺乏。
为了更有效地示踪板片脱水和熔融过程，德国明斯特大学Mazza等对不同温压条件的俯冲带（冷俯冲带：Izu和Sangihe；热俯冲带：SW 日本，即日本西南部）中产出的岛弧岩石进行了W同位素组成的研究，另外为了揭示俯冲岩石再循环对地幔组成的影响，该研究同时选择了6个洋岛玄武岩样品进行了W同位素的研究。结果显示：（1）在热的俯冲带，SW日本岛弧岩石W同位素组成较低，其中Daisen埃达克岩具有最重的W同位素组成，与Izu和Sangihe地区的弧后岩石类似，并具有最高的水含量（图1）；（2）在SW日本岛弧岩石中，Abu OIB和钾玄质岩石具有最轻W同位素组成，并具有最低的水含量（图1）；（3）在冷的俯冲带，Izu和Sangihe岛弧岩石样品均具有较重的W同位素组成（δ184W=+0.041~+0.077，除了一个较低的值+0.021，图1），尤其是Sangihe岛弧岩石W同位素组成与流体活动指标Ba/Th，Ba/La及Ce/Pb等具有明显相关性;（4）岛弧岩石的W同位素组成与SiO2和W/Th比值均没有明显相关性（图2）。
图1 岛弧岩石的W同位素组成
图2 岛弧岩石的W同位素组成与W/Th比值没有明显相关性
结合前人发表的MORB和OIB数据以及本研究获得OIB同位素数据，Mazza等认为球粒陨石的W同位素组成可以代表地幔和硅酸岩地球的W同位素组成。但不同地幔端元的OIB具有一定变化范围，可能反映了地壳物质再循环（图1）。冷俯冲带（Izu和Sangihe）弧前区域的岛弧岩石比弧后岩石具有更高的Ba/La, Ba/Th，更重的W同位素组成和更低的Ce/Pb比值，反映了流体的影响（图3和图4）。而岛弧岩石的W同位素组成与Th/La比值没有相关性，表明源区沉积物的比例不是岛弧岩石W同位素组成的最主要控制因素（图3）。沉积物中的铁锰氧化物具有轻的W同位素组成，而蚀变洋壳具有重W同位素组成，但是岛弧岩石源区沉积物含量及蚀变洋壳含量与W同位素组成并没有相关性，表明铁锰氧化物和蚀变洋壳不是岛弧岩石W同位素组成的控制因素（图3）。
图3 岛弧岩石的W同位素组成与Ce/Pb、Th/La及Sm/La比值相关性图解
图4 岛弧岩石的W同位素组成与Ba/Th和Ba/La比值相关性图解
图5 俯冲带W同位素地球化学行为示意图
（1）在冷的俯冲带，俯冲板片可以释放具有重W同位素组成的流体进入岛弧岩石，残余板片则具有较轻的W同位素组成，因此W同位素可以有效示踪板片脱水过程（图5）；（2）在热的俯冲带，脱水过的残余板片逐渐发生熔融，形成具有较轻W同位素组成的岩石；（3）由于俯冲带P-T条件的差异，导致脱水程度不同，进而深俯冲板片可以具有不同W同位素组成，并可能产生具有不同W同位素组成地幔端元。
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