研讨提醒高温度高压力试验限制爬升带蛇纹岩碳酸盐化影响

  碳(C)元素在地球表层与深部圈层之间的搬迁与再循环进程对全球气候均匀状况随时刻的改变和地球宜居性演化具有极端严重调控效果。爬升带是地球深部C循环的要害结构单元。通过爬升效果，板片将堆积有机C、蚀变洋壳和岩石圈地幔中的无机C输入地球内部；与此同时，深部蜕变脱水/部分熔融产生的富C流体和熔体又将C通过火山/热液活动等方法回来地表系统。这一动态循环进程中，含CO流体与镁铁质-超镁铁质岩系产生广泛的水–岩反响，促进C以安稳的碳酸盐矿藏相（如菱镁矿、白云石等）在爬升带中沉积固定。近年来，多学科穿插研讨（包含：高压–超高压岩石学调查、高温度高压力试验模仿和大地电磁及地震波速勘探）一起提醒，爬升带不同深度遍及发育的碳酸盐化蛇纹岩可能是深部C循环的重要“储库”与“中转站”。特别是，蛇纹岩在H–NaCl多组分流系统统中的碳酸盐化反响，通过操控C的溶解–沉积平衡，深刻影响着爬升带C通量的空间分配与时刻演化。但是，该进程对全球深部C循环的定量奉献仍存在三个要害科学问题亟待解决：(1)反响动力学参数的准确限制；(2)不同温压条件下的C固定功率；(3)爬升带C出入的评价。

  为系统提醒蛇纹岩碳酸盐化的动力学特征与反响平衡状况，本研讨规划了两组系统的试验：

  1)?在140–180 MPa、300–500?°C条件下，定量限制H2O–CO2–NaCl流系统统中蛇纹岩碳酸盐化速率，并评价板片曲折断层区域的C封存潜力；

  2)?在1.0–3.0 GPa、300–800?°C条件下，测定H2O–CO2–NaCl流系统统中蛇纹岩碳酸盐化反响程度，量化弧前蛇纹岩化地幔楔的C固定才能。

  试验效果为：蛇纹岩碳酸盐化速率及反响程度与流体盐度呈负相关，而与温度、压力及XCO2呈正相关联系。根据本试验数据与前人研讨效果，咱们树立了蛇纹岩碳酸盐化动力学参数的经历公式。模型核算标明：(1)全球爬升带曲折断层中，蛇纹岩碳酸盐化效果每年可向地幔运送7.3–28.5 Mt?C，相应蛇纹岩耗费量?1 vol%?(图1)；(2)在15–80 km深度范围内，49–76%板片开释的C可被地幔楔蛇纹岩碳酸盐化效果固定，构成每年0.02–4.17 Mt的C封存量，蛇纹岩耗费份额为0.1–10?vol%?(图2)。这些定量束缚为树立爬升带C出入平衡模型供给了要害的试验束缚。

  本研讨效果由中国科学院广州地球化学研讨所黄永胜副研讨员团队主导，联合日本东北大学奥村聪副教授、辻森樹教授等及德国拜罗伊特大学李元研讨员一起完成。系列效果已发表于矿藏岩石学与地球化学范畴威望期刊Contributions to Mineralogy and Petrology和Geochimica et Cosmochimica Acta。国科大硕士生导师、中国科学院广州地球化学研讨所黄永胜副研讨员为2篇发表文章的通讯作者；国科大博士生、中国科学院广州地球化学研讨所吴国济为Geochimica et Cosmochimica Acta发表文章的榜首作者。

  （原标题：广州地化所研讨提醒高温度高压力试验限制爬升带蛇纹岩碳酸盐化对全球深部碳循环的影响）

 

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