新华网北京8月8日电 记者从中国地质大学(北京)获悉,该校教授王水炯课题组与国内外合作者开展联合研究,发现中国东部大陆板内玄武岩存在一个共同氧化地幔端元(Highly Oxidized Mantle Endmember)HOME。HOME的形成和地表碳在地球深部封存密切相关,对研究地幔的热动力学演化以及地质历史时期地球表生气候的调控具有重要意义。
该联合研究团队通过测量分析发现,中国东部新生代玄武岩具有非常高的全岩Fe3+/∑Fe比,这意味着该研究范围的玄武岩已被高度氧化。在评估并排除了地表风化、岩浆结晶分异等过程的影响后,研究团队推测玄武岩高度氧化的特征主要通过地幔深部的氧化还原反应——4Fe2+ + C4+ = 3Fe3+ + C0(金刚石)得以实现。
“西太平洋板块向西俯冲携带大量沉积碳酸盐至地幔深部并发生熔融。过量的C4+迫使上述反应向右进行,形成大量金刚石,并封存于地幔深部。”王水炯介绍。由于金刚石比重大,反应形成的金刚石和熔体因密度差而发生有效分离,一方面产生HOME端元,另一方面导致这些俯冲的碳以金刚石的形式封存于地幔深部。
研究团队介绍,粗略估算中国东部大地幔楔深部自新生代以来封存了约两万四千亿吨的再循环碳,相当于4倍于工业革命前大气碳总量,形成了中国东部独特的高度氧化的新生代板内玄武岩。
相关研究成果8日发表在国际学术刊物《科学进展》(《Science Advances》)上。