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中国科学院广州地球化学研究所邹宗琪-GCA：俯冲洋壳中亲铜元素的深部循环（图）
邹宗琪 铜元素 循环 金属
2024/5/21
地球圈层相互作用不仅为生命活动提供了适宜的大气环境和营养物质，同时也为人类社会文明的繁荣发展提供了大量的Au、Cu和Ag等贵金属资源。通过板块构造运动，大量的碳和硫等挥发分可以通过蚀变洋壳再循环到深部地幔，引起深部地幔的氧逸度和熔融行为的显著改变，进而影响硫化物的稳定性。而硫化物作为地幔中亲铜元素的主要载体，其稳定性是影响亲铜元素迁移进入熔体的关键因素之一。因此，了解富含挥发分的循环洋壳中硫化物的...
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...
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...
将富镁、铁、钙等二价离子的矿物和二氧化碳反应形成碳酸盐的矿物碳酸盐化，不仅是自然界形成显著碳汇的主要过程，也是地质碳封存的潜在技术手段。基性-超基性岩里的橄榄石、辉石、角闪石和斜长石等是常见的富镁、铁、钙的矿物，且它们易于反应，其碳酸盐化最为高效。但是，目前对于除橄榄石外其它矿物碳酸盐化反应的认识还相对有限。此外，基性矿物蚀变时铁可能会发生氧化，这时水会被还原成氢气，这些氢气可以进一步和二氧化碳通...
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...
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...
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...
人们对自然体系锑同位素组成方面的研究很少，而且对控制锑同位素分馏的关键因素尚不清楚。由于锑的质量数较大，且只有两个同位素（121Sb和123Sb），因此它的同位素分馏较小。已有研究结果显示在绝大多数地质背景下，锑同位素的分馏约为千分之一。造成自然界锑同位素发生分馏的机制方面已有一些初步研究，如有的研究认为物理化学条件的变化，包括氧化还原过程可以造成其发生显著分馏，还有的研究提出矿物表面的吸附过程以...
金属钴被广泛用于电池的正极材料，例如镍钴锰酸锂电池即三元锂电池。钴的加入可以提高三元锂电池的能量密度、热稳定性以及充放电效率等。随着新能源汽车的发展和国家能源结构的调整，未来对钴的需求将会越来越大。然而，钴保有资源量的严重不足造成了钴价的疯狂上涨，也制约着电池产业对金属钴的使用。
