但压溶作用下沉淀产物被大量发现,据此判断地球早期氮总量接近6.54×1024

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应中科院地球内部物质高温高压重点实验室的邀请,中国地震局地质研究所何昌荣研究员和周永胜研究员来到地球化学研究所进行学术交流与访问。访问期间,何昌荣研究员和周永胜研究员参观了中科院地球内部物质高温高压重点实验室,并于11月24日在高压室三楼会议室分别作了题为“深部流体与压溶作用对断层失稳的决定性作用”和“大陆下地壳流变实验进展”的学术报告。所内部分研究员及学生聆听了报告,报告会由高压室的张宝华研究员和代立东研究员主持。

应中国科学院地球化学研究所代立东研究员的邀请,中科院广州地球化学研究所李元研究员于5月25日-27日来地化所进行学术交流与访问。访问期间,李元参观了中科院地球内部物质高温高压重点实验室,并于5月26日在高压室三楼会议室作了题为“氮的高温高压地球化学行为”的学术报告。所内部分研究员及学生聆听了报告,报告会由高压室代立东主持。

何昌荣研究员首先介绍了深部高压流体存在的证据、摩擦本构的关系、速度弱化的重要性及与愈合效应的关联。在水热条件下斜长石实验中,发现了愈合效应的重要机制:压溶作用,建立了定量的数学模型。未发现压溶过程中的溶解和扩散现象,但压溶作用下沉淀产物被大量发现,证实斜长石在水热条件下压溶作用的普遍存在。以圣安德烈斯断层为例,说明此发现对下地壳断层活动的启示。

地球表层和深部的物质交换是地球科学研究的重要内容。全球普遍存在的俯冲带中,表层物质被带到地球深部,而深部物质又通过火山活动等带到地表。关于硫的研究成果已有很多,而对氮的研究还相对薄弱。

周永胜研究员首先总结了岩石流变的基础理论和流变实验方法。并从矿物组分、微量水、熔体和岩石先存组构对岩石流变的影响作了系统地描述。不同的矿物组分对岩石流变的影响存在明显差异。水含量与岩石变形程度呈正相关。随着熔体增加,岩石流变强度降低,在辉长岩和麻粒岩熔融实验中,发现熔体发生了成分分异。先存组构对岩石的脆塑性转变、流变参数和变形机制影响不大,但原有的面理在实验中发生了构造置换,表明组构只影响岩石变形的难易程度,不影响其变形方式。

李元首先简要介绍了氮的来源、分布和循环。研究发现分布在地球表层及内部的氮很可能来自顽火辉石球粒陨石,据此判断地球早期氮总量接近6.54×1024
Kg,而目前大气圈中仅有4×1018
Kg,剩下的氮很有可能进入了地球深部。大气中的氮被生物固定,之后生物变成腐殖质并成为沉积岩的一部分,沉积岩随着板片俯冲进入地球内部,发生一系列变质作用,当发生部分熔融时一部分氮在脱气过程重新上升到地球表层,而另一部分则被束缚在矿物中被带到更深的位置。此外,李元还介绍了前人有关早期大气是氧化性的还是还原性的争论,并认为早期大气中的确含有大量NH3、CH4、H2等还原性气体。最后,他重点介绍了氮在硅酸盐熔体和铁金属相之间的分馏实验研究成果,通过在含有硅酸盐熔体和铁金属相的样品囊中添加氨气或硝酸铵,在高温高压下反应足够长时间,用拉曼光谱及SEMs方法鉴定,发现氮更趋向于进入铁金属相,由此判断,地核中应该存在大量氮,而且每年共有9.7×1011
Kg 的氮进入地球深部。

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何昌荣研究员作报告

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李元研究员简介: