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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽系系主任
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中國科大提出識別俯沖帶超臨界流體活動的多項標(biāo)準(zhǔn)
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中國科大提出識別俯沖帶超臨界流體活動的多項標(biāo)準(zhǔn) 超臨界流體（Supercritical fluid）是形成于高溫-高壓環(huán)境下，水和硅酸鹽熔體完全互溶的一種特殊流體。其具有非常強的元素遷移能力，在地球內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)的很多方面都發(fā)揮了巨大作用。然而，如何在處于常溫常壓狀態(tài)下的天然樣品中識別超臨界流體是長期以來的研究難點。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)肖益林教授的研究團隊與合作者系統(tǒng)總結(jié)了迄今為止相關(guān)領(lǐng)域的進展，并進行了進一步的數(shù)據(jù)分析，提出了識別俯沖帶中超臨界流體活動的4個方面的標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)成果以Natural records of supercritical fluids in subduction zones為題發(fā)表在最新一期的地球科學(xué)國際知名期刊Earth-Science Reviews上。 圖1 全球俯沖帶多相包裹體記錄了不同類型的流體，流體類型與包裹體的形成溫壓條件和子礦物組合有關(guān) 該研究首先從相圖層面明確了超臨界流體的概念，然后從多相包裹體（圖1）、特殊的元素遷移、超臨界流體的相分離效應(yīng)和同位素分餾等方面詳細(xì)闡述了天然樣品中超臨界流體活動的記錄。最后，本研究提出了4個方面的識別超臨界流體活動的標(biāo)準(zhǔn)。包括（1）鹽類子礦物是富水流體包裹體的識別指標(biāo)，對碳酸鹽、硫化物/硫酸鹽、磷酸鹽和氧化物這4類子礦物，代表含水熔體的包裹體中這些子礦物的種類數(shù)≤2，而代表超臨界流體的包裹體中這些子礦物的種類數(shù)≥2（圖1）；（2）計算獲取的超臨界流體相比源巖的元素富集系數(shù)具有CaO/Al2O3≥1.15、FeO/Al2O3≥0.5和MgO/ Al2O3≥0.6的特征，而含水熔體則小于上述臨界值（圖2）；（3）微量元素特征，從超臨界流體中結(jié)晶的金紅石往往具有較低的Nb含量，此外，在Log[Ta]-Log[Nb]圖中，超臨界流體交代后的榴輝巖成分與由玄武巖成分確定的線性擬合線之間的距離大于0.1；（4）超臨界流體的Fe同位素組成（0.9-1.1‰）遠(yuǎn)高于其它流體（<0.4‰）。 圖2 由流體組分計算的元素富集系數(shù)的比值可用于區(qū)分不同類型流體 本文第一作者為中國科大特任副研究員王洋洋，通訊作者為肖益林教授，合作者還有陳仁旭教授、陳伊翔教授以及中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的李繼磊研究員和郭順研究員，該項工作受到國家重點研發(fā)計劃（2018YFA0702701）的資助。 論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2024.105031 （地球和空間科學(xué)學(xué)院、科研部） |
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