岩浆|中科大揭示地球内部“血液”新秘密

采访人员10月9日从中国科学技术大学获悉 , 该校地球和空间科学学院倪怀玮教授课题组 , 发现了地球内部“血液”新演化过程和机制 , 在超临界地质流体演化过程和机制研究方面取得重要进展 。 相关研究成果近日发表于国际地球化学知名学术期刊《地球化学透视快报》上 。
地球内部的流体被形象地比喻为地球的“血液” , 对于物质和能量的传输发挥重要作用 。 岩石主要成分是硅酸盐 , 而常见的流体包括富水流体和以硅酸盐为主的岩浆熔体(通过火山喷发可到达地表) , 二者之间混溶程度通常很低 。 但在地球深部的高温高压条件下 , 硅酸盐和水可以完全混溶 , 形成成分比岩浆熔体“稀”、但比富水流体“稠”的超临界地质流体 。
【岩浆|中科大揭示地球内部“血液”新秘密】超临界地质流体具有复杂的成分和结构、超常规的物理化学活性 , 可以促进地球深部物质循环 , 迁移富集元素成矿 , 甚至引发深部地震 。 但超临界流体实验研究难度很高 , 特别是目前对超临界流体的演化行为仍严重缺乏了解 。
为了深入认识地球内部超临界流体的演化 , 课题组实验发现 , 临界流体可以通过旋节分解机制发生相分离 , 而且硅酸盐组分可以支撑弹性应力 , 在流体中形成了硅酸盐熔体的网络结构(相互联通的熔体球 , 边界处有多个小的流体气泡) 。 当温度进一步降低时 , 界面张力越来越大 , 导致熔体网络坍塌 。
该研究首次发现超临界流体旋节分解和形成熔体网络 , 从而揭示了一种全新的超临界流体演化机制 , 可能对探索岩浆热液矿床形成具有重要意义 。

    推荐阅读