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中国科学院广州地球化学研究所等 |
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找到地球深处“卤素快递员” |
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本报讯(记者朱汉斌 通讯员孔令竹)中国科学院广州地球化学研究所研究员王煜团队联合中国地质大学(武汉)教授陈春飞等人,通过高温高压实验证实,一种在俯冲带中广泛分布的矿物——多硅白云母,是将卤素带入深地的关键“搬运者”。相关研究成果近日在线发表于《科学进展》。
研究团队基于富钾蚀变洋壳模拟初始物,在5吉帕~11吉帕(相当于地下150公里~330公里深度)、850摄氏度~1200摄氏度条件下,系统考察了多硅白云母的稳定性及携带氟、氯的能力。结果发现,多硅白云母在330公里深度的条件下仍可保持稳定,这意味着它能够帮助氟和氯穿过浅部挥发分释放关口(通常小于150公里深度),继续向地幔深部运输。换句话说,这种看似普通的矿物,竟能将卤素“护送”到以往认为难以企及的地球深处。
更出人意料的是,多硅白云母并非简单地将两种元素“一路带到底”。当它在更深处失稳分解或发生熔融时,氟和氯会“分道扬镳”,氯更容易随深部流体迁移,而氟则会被新的矿物相“接力”带往更深处。
基于实验数据,研究团队进一步估算了多硅白云母每年向深部地幔输送的卤素总量:氟约为170万吨~260万吨,氯约为52万吨~110万吨。以杭州西湖约1450万吨的水量为参照,这意味着该过程平均每5年左右(4年~6.5年)向地幔输送的卤素质量就相当于一个西湖。这一结果表明,多硅白云母是全球深地卤素循环不可忽视的重要载体。
相关论文信息:https://doi.org/10.1126/sciadv.aee6110
《中国科学报》 (2026-04-13 第3版 综合)