地球内部的挥发分——氟、氯、水、碳等“活跃份子”——看似遥远，实则与咱们的糊口互相关注。它们既节制着金刚石等战略矿产的形成，也影响着火山地动的漫衍，甚至于地球持久天气蜕变中饰演主要脚色。俯冲带恰是这些物资从地表返回地球深部的焦点通道。
根据传统熟悉，氟、氯这种卤素于俯冲初期就会随含水矿物分化而年夜量流掉，难以进入数百千米深的地幔。然而，全世界多地深部金刚石中却发明了高密度盐水包裹体，部门地幔矿物中也记载了异样的氟富集征象。这些本应于浅部“半路流掉”的元素，毕竟是怎样进入地球深处的，一直是深部挥发分轮回研究中的要害谜题。
蚀变洋壳深俯冲卤素轮回示用意。研究团队供图，下同 4月2日凌晨，《科学进展》于线发表了中国科学院广州地球化学研究所研究员王煜团队结合中国地质年夜学（武汉）传授陈春飞等人的最新研究结果。他们经由过程高温高压试验找到了这一谜题暗地里的要害线索。研究注解，一种于俯冲带中广泛漫衍的矿物——多硅白云母，恰是将卤素带入深地的要害“搬运者”。
于国度重点研发规划、中国科学院先导专项B类等项目资助下，研究团队基在富钾蚀变洋壳模仿初始物，于5至11 GPa（约相称在地下150至330千米深）、850至1200℃前提下，体系考查了多硅白云母的不变性和其携带氟、氯的能力。成果发明，多硅白云母于相称在约330千米深度的前提下仍可连结不变，这象征着它可以或许帮忙氟及氯穿过浅部挥发分开释关隘（凡是小在150千米），继承向地幔深部运输。换句话说，这类看似平凡的矿物，竟能将卤素“护送”到以往认为难以企和的地球深处。
多硅白云母矿物照片。 更出人意表的是，多硅白云母并不是简朴地将两种元素“一起带到底”。当它于更深处掉稳分化或者发生熔融时，氟及氯会“各奔前程”：氯更易进入开释出的流体或者熔体，而氟则会被新天生的高压矿物——氟镁钾矿（KMgF3）扣留，并继承以固相情势向更深地幔运输。这象征着，氯更易随深部流体迁徙，而氟则会被新的矿物相“接力”带往更深处。
论文第一作者、中国科学院广州地球化学研究所博士研究生刘颖卓先容，该发明还有为注释深部金刚石的形成机制提供了新线索。研究显示，于约11 GPa、900℃（约330千米深）前提下，多硅白云母分化可开释出富钾、富氯的超临界流体，此中氯含量高达9.6%至19.9%。这一身分特性，与自然深部金刚石中常见的高密度盐水包裹体高度吻合。换句话说，俯冲洋壳中的多硅白云母于深部门解，极可能就是这些深部高盐流体的“源头”，而它们恰是促成金刚石生长的抱负“催化剂”。
刘颖卓与正于试验中的1000吨年夜压机。 基在试验数据，研究团队进一步估算了多硅白云母每一年向深部地幔运送的卤素总量：氟约为170万至260万吨，氯约为52万至110万吨。以杭州西湖约1450万吨的水量为参照，这象征着平均每一5年摆布（约4至6.5年），该历程向地幔运送的卤本质量就相称在“一个西湖”。这一成果注解，多硅白云母是全世界深地卤素轮回中不成轻忽的主要载体。
论文通信作者王煜指出，该研究结果为注释“浅部易流掉、深部却富集”的卤素轮回抵牾提供了要害试验依据，也为理解深部流体勾当、金刚石形成以和地球内部持久化学演化提供了新的熟悉。
相干论文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.aee6110
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