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中国科学院广州地球化学研究所邹宗琪等-GCA：多主量元素稳定同位素联合示踪循环洋壳（图）
邹宗琪 元素 同位素 循环洋壳
2024/5/21
地球不同圈层之间的相互作用塑造了如今的宜居环境。板块构造运动是地球深部和浅部圈层之间相互作用的核心机制。新生洋壳不断地在洋中脊生成，并通过板块构造运动循环至深部地幔。循环洋壳及上覆沉积物在俯冲过程中会相变，形成高密度的榴辉岩。这些循环榴辉岩的加入是改造深部地幔（如成分和岩性不均一）的主要方式之一。鉴别并约束循环榴辉岩在深部地幔的命运对板块构造理论具有重大意义。
结晶生长过程在矿物学、地球化学、环境科学等多个学科领域中具有重要意义。普遍存在的异质表面能够显著影响晶体的形成和转变途径，对结晶生长过程具有关键作用，其作用机制长期受到关注。然而，该研究领域中仍有许多科学问题亟待解决：（1）某些异质基底自身的物化性质易发生变化（例如溶解），其对结晶生长过程的影响尚不清楚。（2）一些异相结晶生长过程伴随着电子转移，二者之间的相关性仍不明确。（3）对异质表面如何影响颗...
离子吸附型稀土矿床主要发育于富含稀土元素的花岗岩风化壳中。风化过程中稀土元素的活化、迁移和再富集是形成此类矿床至关重要的环节。尽管越来越多的研究已经认识到，微生物和其他地球化学因素共同控制着风化过程中的稀土元素地球化学行为，但具体的微生物效应及作用机制仍未明晰。为了探究微生物对花岗岩风化过程中稀土元素活化和分异的影响，以及了解微生物对离子吸附型稀土矿床成矿的潜在贡献，中国科学院广州地球化学研究所何...
放射性同位素体系Rb-Sr和Sm-Nd被广泛用来进行地质示踪和定年，在地球科学研究中具有重要的应用。运用放射性同位素体系进行示踪或定年的前提是其在地质过程中保持封闭。然而自然界的矿物和岩石常经历热液蚀变，在这个过程中往往伴随着元素迁移和同位素交换。限定Rb-Sr和Sm-Nd同位素体系在热液蚀变过程中的行为对于正确认识相关地质过程至关重要。
20世纪90年代初以来，不断在世界各地Sturtian雪球地球后的沉积物（～660 Ma）中，发现地球历史上最重的黄铁矿，其硫同位素组成主要介于40‰-70‰，高于当时的海水（～26‰)。同时期，在我国华南还伴生着亚洲最大锰矿——“大塘坡型锰矿”。
俯冲过程中，俯冲板片释放不同俯冲组分交代地幔楔，造成地幔楔熔融，形成岛弧岩浆作用，是地球壳幔物质循环过程最重要的方式之一。不同的俯冲体系，俯冲洋壳的年龄及热状态、俯冲沉积物的类型与厚度等因素的变化巨大，造成俯冲组分类型与来源的多样性及壳幔物质循环过程的差异性。近年研究表明岛弧岩浆的Mo同位素组成可以有效地指示其地幔源区不同来源的俯冲组分。然而，岛弧岩浆Mo同位素组成差别巨大（δ98/95Mo = ...
稳定Mo同位素体系已被越来越多地用于研究俯冲相关的壳-幔物质循环过程，这主要基于俯冲板片释放的流体相对富集重Mo同位素，而俯冲沉积物和残余洋壳熔体相对富集轻Mo同位素。然而，Mo同位素在岩浆演化过程，如晶体-熔体分异和熔体-流体相互作用中的行为仍然存在较大争议。如前人对爱琴海岛弧火山岩系列研究发现，角闪石和黑云母等矿物分离结晶会造成残余熔体相对富集重Mo同位素，然而对小安德列斯岛弧火山岩系列的研究...
巨型斑岩型矿床为全世界提供了绝大部分的铜和大量的金。这些矿床的形成需要岩浆将巨量的硫（S）、铜、金从下地壳深部岩浆房迁移至浅部成矿。斑岩型铜金矿床多形成于岛弧和大陆边缘等汇聚板块边界，其玄武质成矿母岩浆通常富含挥发分（H2O、S、Cl等）且具有高氧逸度特征（FMQ+0.5~FMQ+2）。目前普遍认为高氧逸度可能是成矿关键，因为在还原条件下，S在岩浆中将以S2-形式存在且溶解度较低，导致硫化物易饱和...
黄石国家公园（Yellowstone National Park）是美国第一个国家公园，以极其丰富的野生动物种类和地热资源闻名。整个公园坐落在北美最大、最活跃的超级火山——黄石火山上，因此分布着大大小小上万个地表热显示（间歇泉、温泉、水热爆炸点），奇特的地质现象和多样的地理地貌特征不仅受到全世界游客的青睐，也吸引着大量学者的关注。
IOCG是铁氧化铜金矿床的英文简称，主要是指一组含大量原生磁铁矿或赤铁矿的铜金（-银-铀等）矿床，其中最知名的为澳大利亚Olympic Dam矿床，其是全球最大的单个铀矿，也是全球重要的Cu-Au矿床。IOCG的概念自1992年被Hitzman正式提出以来一直是矿床学界的热点，但由于其定义比较宽泛而饱受争议。众多的地质和同位素证据显示，大部分富铜型IOCG矿床的形成普遍显示非岩浆流体参与的特征。然...
黄铁矿是地球上最主要的硫化物矿物。2022年来，黄铁矿的非生物氧化过程受到国内外学者的广泛关注，一方面，黄铁矿氧化是产生酸性矿山废水的主要过程；另一方面，黄铁矿氧化的电子转移过程与Fe、S、O、C元素的生物地球化学循环密切相关。黄铁矿氧化产生了两种活性氧物种（ROS），即羟基自由基（·OH）和过氧化氢（H2O2），对表生环境中的物质转化有重要影响。
20世纪80年代，地幔地球化学领域先驱Alan Zindler和Stan Hart基于大洋玄武岩的放射同位素组成定义了DMM（亏损地幔）、HIMU（高238U/204Pb地幔）、EM1（1型富集地幔）和EM2（2型富集地幔）四种地幔端元组分。在这四种地幔组分中，EM1的来源争议最大。典型的EM1特征包括极低的206Pb/204Pb、143Nd/144Nd、176Hf/177Hf和中等的87Sr/8...
陆壳的形成与演化过程研究一直是固体地球科学的热点之一(Rudnick and Gao, 2003)。一方面，大陆地壳是陆生生物繁盛的基础，维持了当今人类生存的家园，提供了人类活动最主要的矿产资源；另一方面，大陆地壳的形成与板块构造的活动有着密切的联系，揭秘大陆地壳的成因对了解板块构造的启动和演化过程具有重要意义。由于大陆地壳与现今俯冲带岩浆岩具有极为类似的微量元素特征，因此通常认为在元古宙和显生宙...
刘鹏等-GCA：全球性地幔亏损始于何时（图）
全球性 地幔亏损 刘鹏 GCA
2023/1/16
地球形成最初的十亿年是地质历史上最为扑朔迷离的一个时期。地球早期的高热流环境，强烈的陨石轰击，以及复杂的变质变形作用的叠加，使得诸多关键地质记录残缺不全。而与此相关的早期地壳-地幔的性质、地球早期的构造体制等问题仍然是现今地球科学领域的基础问题。从地球化学角度而言，硅酸岩地球由原始地幔、亏损地幔和陆壳三个储库组成，其中亏损地幔是原始地幔部分熔融、熔体抽取形成地壳之后的残余。如果地球早期确实有大量陆...
