湖北日报讯 (记者张歆、通讯员孙彦钦)碳是地球生命的基础元素,地球上每时每刻都在发生碳循环。地球上大于90%的碳都深埋地下,地球深部碳行为通常会影响地表气候。中国地质大学(武汉)教授陈春飞的最新研究发现,地球深部碳与富含铜、镍、铂等金属元素的硫化物形成存在时空关系。相关研究成果于1月9日发表于《自然》。
地球表层发生的很多现象,根源在深部。“地球深部就像一台发动机。”陈春飞比喻道,地球深部的物质运动显著影响着地表历史时期气候、资源的演化。
根据陈春飞的研究,“地球发动机”工作过程中有这样一幕:古老大陆中间相对厚,边缘则薄,在地下16万米至19万米深处,初始富碳岩浆横向流动至大陆边缘,而后向上迁移。迁移过程中,岩浆中蕴含的硫化物沉淀下来,富集成矿金属元素,形成具有硫化物富集特征的“大陆根”。沧海桑田,深埋地下的矿藏因后续大规模硅酸盐岩浆作用等地质活动被带上地表,最终成为人类可开采的矿产资源。
由于硫化物矿床是铜、镍、铂等金属的重要来源,这意味着古老大陆边缘的富碳酸岩区域是这些关键金属的富集地。
陈春飞回忆,在一次高温高压实验中,他模拟古老大陆边缘深部富碳岩浆的演化过程,发现了硫化物的沉淀现象。随后,他结合全球火成碳酸岩和岩浆硫化物矿床的时空分布特征,并将因火山喷发带到地表的地幔采样分析,发现样品中硫化物含量为其他地区的十倍至百倍,证实了深部碳与矿产资源形成间的强关联。
据悉,该研究由陈春飞教授与长江大学刘勇胜教授、澳大利亚麦考瑞大学Stephen Foley教授等科学家合作完成,陈春飞教授为通讯作者和第一作者,研究成果为未来矿产资源的勘探和开发提供了科学依据和重要方向。
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(原载《湖北日报》2025年1月15日)
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