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中国科大揭示橄榄岩蛇纹石化过程中存在显著的Mg同位素分馏特征（图）
橄榄岩蛇纹石化 同位素分馏
2022/12/13
中国科学技术大学科研部陈伊翔教授团队通过对蛇纹岩天然样品的系统分析，首次清晰揭示了橄榄岩蛇纹石化过程中存在显著的Mg同位素分馏。这个发现不仅挑战了前人认为只有蛇纹岩风化过程才会有Mg的迁移和Mg同位素分馏的认识，而且对理解海水化学组成变化和地幔Mg同位素不均一性具有重要意义。该成果2022年11月23日发表在国际地球化学领域顶级期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》...
在海洋同位素均衡中，地下水输入的溶质通量长久以来被认为是不变的，且经常被忽视，即使不能完全忽视，也将这一部分归于河流输入的通量。由于缺乏对地下水排泄溶质通量的约束，海洋同位素δ7Li、δ26Mg、δ44/42Ca、87Sr/86Sr、δ88/86Sr和δ138Ba的均衡和依赖它们的准确性建立的地球系统模型存在巨大不确定性。
钛铁矿常以副矿物的形式存在于火成侵入岩中，是岩浆演化过程的记录者。但是，在镁铁-超镁铁质侵入体中，钛铁矿和磁铁矿是主要的组成矿物，甚至形成具有工业开采价值的钒钛磁铁矿矿床。我国西南攀枝花地区出露的晚古生代末期的岩体（露头面积约30 km2，厚约几百米到2 km）就具有世界级规模的钒钛磁铁矿储量。近年来，已有诸多工作对其进行了研究。
Mg-Li同位素揭示青藏高原中部残余洋壳的存在及其意义（图）
Mg-Li 同位素 青藏高原 残余洋壳
2020/6/19
中科院地质与地球物理研究所田恒次博士后与合作导师杨蔚研究员以及美国华盛顿大学滕方振教授、陈欣阳博士，中国地质科学院地质研究所侯增谦院士、宋玉财研究员，东华理工大学田世洪研究员等联合对西藏羌塘北部的多彩玛和那日尼亚两套火山岩开展了Sr-Nd-Mg-Li同位素和锆石U-Pb年龄研究。结果表明，多彩玛高钾钙碱性粗安岩形成于35 Ma左右，富集稀土元素和大离子亲石元素，具有低的δ26Mg（-0.41‰～-...
(Mg, Fe)SiO3是地球地幔丰度最大的化学组分，研究其在高温高压条件下的相变关系对认识地球内部的结构和成分具有重要的意义。已有的研究已对较高温度（> 1000 K）条件下(Mg, Fe)SiO3的温度-压力相图有了清晰的认识，斜方辉石（Pbca空间群）是其低压相，在上地幔深度范围，随着温度压力的升高，首先相变为高压单斜顽火辉石相（C2/c空间群），然后分解为瓦兹利石+斯石英，在高于1560 ...
中国科学院地球环境研究所金章东研究员团队于2014-2016年系统采集了东帕米尔高原慕士塔格流域河水、泉水、降水、水系沉积物、风尘堆积物及典型岩石样品，分析冰川流域河水主要元素比值及Sr、Mg同位素组成的时空变化规律，探讨了高原山麓冰川流域化学风化特征，进一步揭示了冰川作用对河水化学及Sr、Mg同位素组成的影响。研究结果表明：（1）冰川作用导致的碳酸盐矿物优先风化控制着河水化学及Sr、Mg同位素组...
镁(Mg)为地幔的主要组成元素之一，亦是难熔的元素之一，因而地幔的Mg同位素体系不易被改变，这与对橄榄岩捕虏体的研究所揭示的地幔具有较为均一的Mg同位素组成相一致。同时，大洋中脊玄武岩和洋岛玄武岩均具有与地幔橄榄岩相同的Mg同位素特征，表明地幔部分熔融过程中不发生Mg同位素分馏。然而近年来不少学者发现一些大陆玄武岩具有明显轻Mg的同位素特征，通过对地球各个储库的对比（图1）提出再循环碳酸盐物质可能...
地幔过渡带最重要的两种矿物分别是瓦兹利石（410-520公里）和林伍德石（520-660公里），它们各自的体积分数在相应深度范围大约占60 vol%左右。高压实验和天然金刚石包裹体研究都表明林伍德石晶格结构中含有大量的水（至少1.5 wt.%），因此地幔过渡带被认为是地球内部水的主要储库。已有研究显示，即使微量水也会显著影响矿物岩石的物理化学性质，比如电导率、扩散、弹性等。铁和镁是地球及类地行星上...
随着质谱仪等分析测试技术的不断改进，Mg同位素已经成为一种重要的示踪工具被广泛的应用于许多地球科学问题的研究当中，如古气候重建、硅酸盐风化过程研究等。然而，近年来针对矿物和溶液体系之间Mg同位素平衡分馏系数的预测，无论是实验测定还是理论计算，或者不同的理论预测之间，都存在着巨大的差异和争议。
深部碳循环是全球碳循环的重要环节。板片俯冲将地表的沉积碳酸盐岩带入到深部地幔，火山活动把深部碳以CO2的形式释放到地表。在这个循环过程中，碳酸盐岩在深部地幔的储存位置是核心问题，决定了再循环碳的滞留时间。例如，在岛弧地区，再循环碳酸盐岩俯冲至>120km的深度，其滞留时间只有5到10个百万年；在中国东部，再循环碳酸盐岩被西太平洋板块携带至地幔过渡带（410-660km），其滞留时间超过60个百万年...
铁（Fe）和镁（Mg）作为地幔中主要的组成元素可以有效地指示地幔演化和深部过程。近年来开展的地幔Fe-Mg同位素研究表明：幔源岩浆的Fe同位素差异与部分熔融程度有关，而部分熔融几乎不会导致地幔源区的Fe同位素分馏；地幔具有均一的Mg同位素组成，部分熔融过程中不发生Mg同位素分馏(图1)；地幔交代作用造成的Fe-Mg同位素分馏与熔体组成和性质有关；Fe同位素分馏与氧逸度相关，Fe3+(高氧逸度)相对...
地质地球所Mg同位素示踪再循环碳酸盐岩研究获进展（图）
Mg同位素 碳酸盐岩 研究
2012/10/26
地球深部碳循环已经成为国内外地球科学研究的热点问题之一。过去的研究证实地幔是一个巨大的碳库，其储存的碳量超过地球所有其它储库含碳量的总和，这表明地表的大部分碳都通过俯冲带重新回到了地幔中。蚀变洋壳携带的大量碳酸盐岩并不会在俯冲脱水过程中被释放，而是被携带到地幔深部，从而显著改变地幔的物理化学性质（如固相线、地震波速、密度等）。C同位素已经被广泛应用于示踪再循环碳酸盐岩，它对于示踪有机碳非常有效。然...