Modeling extreme nitrogen isotope variability in Neoarchean diamonds from Knee Lake, Superior Craton
Notice bibliographique
Résumé
The nitrogen (N) isotope composition of world-wide diamonds shows considerable variability that is uncorrelated with carbon isotopes. Most of this variability is currently explained by different compositions of the N sources, although fractionation processes can nonetheless play a role. Because N in Earth’s mantle is overprinted by subduction as time progresses, we examined the N isotope composition of the Knee Lake diamond suite, hosted in volcaniclastic rocks erupted in the Neoarchean at ∼2.73 Gy, to try to obtain an older glimpse of N isotope variability. Secondary ion mass spectrometry analyses of 186 Knee Lake diamonds revealed extraordinarily varied N isotope compositions, expanding from the lowest (−46.8 ‰) to the highest (+31.8 ‰) values measured for terrestrial diamonds, strongly clustered around a median of −0.7 ‰. The median value indicates a heavier-than modern δ 15 N composition of the Archean mantle, suggesting a secular change from a 15 N-enriched primordial composition. Whether some of the δ 15 N variability in the Knee Lake diamonds could have been inherited by crustal recycled or unmixed primordial sources, the range and discontinuous distribution of the most extreme values rule out an overall explanation as being formed by mixing of heterogeneous N sources and suggests the involvement of fractionation processes. The systematics of N concentration ([N]) and δ 15 N variations for most of the Knee Lake diamonds are permissive of a Rayleigh distillation process. Rayleigh distillation during kinetic isotope fractionation associated with the decomposition of N-phases could even produce the most 15 N-enriched compositions and the uncorrelated [N]-δ 13 C variability. However, Ryleigh fractionation cannot produce the most 15 N-depleted compositions. The extreme N isotope compositions in the Knee Lake diamond suite are correlated with crystal shape, the most negative δ 15 N values occurring in cuboid and the most positive in octahedral crystals. This suggests the operation of kinetic N fractionation processes related to different growth-surface structures or growth conditions. Despite the recognition of distinct N isotope compositions in different growth sectors in synthetic crystals, two mixed-habit Knee Lake diamonds show only a small growth-sector related N isotope variability. The only process we can model that is capable of producing the most 15 N-depleted values is diffusion along chemical gradients, whether pre-existing in the growth environment or generated by crystal growth under diffusion-limited conditions as indicated by the re-entrant, fibrous shape of some cuboid crystals. These observations highlight the complexity of nitrogen isotope geochemistry in the Earth mantle, and suggest that various kinetic effects may play a role in fractionating the N isotope compositions of some diamonds during their growth. The possibility of N isotope fractionation during diamond growth suggests caution in the use of isotopic tracers in presence of extreme values, even at the high temperatures of the Earth mantle.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».