深部碳循环是全球碳循环的重要组成部分和必要研究环节,对其进行详细的研究不仅可以明了地表碳收支状况,还可以认清深部碳循环对大气CO₂的含量的调节继而影响全球气候变化。当前,深部碳循环的研究,在同位素地球化学方面,主要通过研究C、Mg、Ca等同位素来实现,主要研究对象是幔源岩浆岩,主要目的则是提取幔源岩浆岩中海相沉积碳酸盐岩的同位素记录。其原理是因为板块俯冲过程是联系地表碳循环和深部碳循环的重要纽带,深部碳循环的研究可以通过研究海洋沉积碳酸盐岩俯冲进入地幔的量来实现,而作为碳重要储库和深部碳循环的重要载体的碳酸盐主要存在形式是碳酸钙,C循环与Ca循环有很大的耦合性,故可以利用Ca同位素示踪深部碳循环。正因为如此,当前在Ca同位素体系应用研究中,用Ca同位素示踪深部碳循环极其重要,且应用最为广泛。基于此,本文选择对菲律宾岛弧火山岩的Ca同位素组成进行研究,旨在探索和丰富Ca同位素示踪再循环的海相沉积碳酸盐岩方面的应用,希望能对深部碳循环的机理有所了解,有助于认识全球气候变化。菲律宾群岛位于东南亚地区的最东侧,受到太平洋板块、欧亚板块和澳大利亚板块的相互影响,是全球板块构造活动最复杂的地区之一,也是研究板块汇聚边缘岩浆活动的理想区域。菲律宾群岛广泛发育岛弧系统,其被绵延的俯冲带和广阔的边缘海坏绕,地震和火山活动频发,是研究深部碳循环不可多得的天然实验室。限于样品收集的难度,本文仅对马尼拉和宿务岛的火山岩进行了研究。对菲律宾马尼拉火山岩的主量元素、微量元素、Ca同位素及常规Sr-Nd-Pb同位素组成等方面的研究表明:马尼拉火山岩富集大离子亲石元素和轻稀土元素且亏损高场强元素,具有岛弧火山岩的地球化学特征;该岛弧火山岩具有高的²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb,暗示其源区有陆源沉积物的加入;在Ca同位素组成方面,其δ^44/40Ca的平均值是0.74±0.03‰（2SE,n=8）,明显低于硅酸盐地球的Ca同位素组成。因采集的8个样品在各种成分上均很接近,故仅采用二端元简单模拟探讨其源区组成,结果表明:马尼拉岛弧火山岩的源区加入了大约4%⁵%的海相沉积碳酸盐岩。结合该区域的地质背景,可以推测该岛弧火山岩可能是存在欧亚大陆陆源沉积物和海洋沉积碳酸盐岩上覆的南海板片沿马尼拉海沟俯冲,俯冲流体交代上覆地幔楔,使得地幔楔发生部分熔融的产物。菲律宾中部宿务岛火山岩的Ca同位素组成,绝大部分样品均小于硅酸盐地球的Ca同位素组成,个别样品的Ca同位素组成与硅酸盐地球类似,总体上与马尼拉火山岩接近。基于当前对Ca同位素分馏机制的认识,在排除了风化作用、部分熔融及分离结晶对样品Ca同位素的可能影响之外,作者认为这套岛弧火山岩的Ca同位素组成大致能够代表其源区组成,且其相对较轻的Ca同位素组成的特点可能反映了其源区海相沉积碳酸盐岩的混入。结合前人的研究,作者推测这套宿务岛火山岩的Ca同位素组成特征可能是古太平洋板块向古菲律宾板块俯冲和后撤过程中加入了不等量的古老海相沉积碳酸盐岩导致。必须说明的是,用Ca同位素示踪深部碳循环方面,目前定量研究方面还存在相当不足。现有的研究通常仅用一个简单的二元混合模型来定量模拟,这样的模拟是建立在两个假设基础上:一是俯冲过程中海相沉积碳酸盐岩脱水形成的流体继承了原岩的轻Ca同位素组成;二是部分熔融等细节过程中基本没有分馏。这两个假设都有明显的不足之处,且部分熔融过程中存在Ca同位素的分馏已经被证实。因此,在当前模式简单、细节不清的情况下,加上菲律宾群岛地质构造非常复杂,要深刻具体理解菲律宾岛弧火山岩岩浆演变及地球深部碳循环尚还需更多的工作,本文仅是基于当前研究基础给出的初步成果。