维度网讯，近日，中国科学院广州地球化学研究所研究员王煜团队联合中国地质大学(武汉)教授陈春飞等，通过高温高压实验发现，俯冲带中广泛分布的多硅白云母是将卤素带入地球深处的关键“搬运者”。相关成果于北京时间4月2日凌晨在线发表在国际学术期刊《科学进展》上。

氟、氯等卤素元素既控制着金刚石等战略矿产的形成，也影响着火山地震的分布，甚至在地球长期气候演变中扮演重要角色。按照传统地球化学观点，这类元素在板块俯冲早期会随含水矿物脱水分解而大量流失，难以进入数百公里深的地幔。然而，全球多地深部金刚石中却发现了高密度富盐流体包裹体，部分地幔矿物中也记录了异常的氟富集现象。这些本应在浅部“半路流失”的元素究竟如何突破屏障进入地球深处，一直是深部挥发分循环研究中的关键谜题。

研究团队基于富钾蚀变洋壳模拟初始物，在相当于地下150至330公里深处的压力(5至11 GPa)、850至1200℃条件下，系统研究了多硅白云母的稳定性及其携带氟、氯的能力。实验结果发现，多硅白云母在地下约330公里深度的极端条件下仍可保持稳定，意味着它能将氟、氯“护送”到以往认为难以企及的地球深处。

更引人关注的是，多硅白云母并非将两种元素“一路带到底”。当其在更深处失稳分解或发生部分熔融时，氟和氯会发生明显的“地球化学解耦”：氯更易进入释放出的流体或熔体中，而氟则被新生成的高压矿物——氟镁钾矿截留，并以固相形式继续向更深地幔迁移。

该项发现还为解释深部金刚石的形成机制提供了新线索。研究显示，在约330公里深处条件下，多硅白云母分解释放出的超临界流体具有富钾、富氯特征，氯含量高达9.6%至19.9%，这与天然深部金刚石中的富盐包裹体成分高度吻合。俯冲洋壳中的多硅白云母在深部分解，极可能就是地幔深部高盐流体的重要源头。

基于实验数据，研究团队进一步估算了多硅白云母每年向深部地幔输送的卤素通量：氟约为170万至260万吨，氯约为52万至110万吨。若以杭州西湖约1450万吨的水量为参照，平均每4至6.5年，该俯冲过程向地球深部输送的卤素总质量即相当于“一个西湖”。

该论文第一作者为中国科学院广州地球化学研究所博士研究生刘颖卓，通讯作者为王煜研究员，合作者包括中国地质大学(武汉)陈春飞教授、广州地球化学研究所高名迪副研究员和徐义刚研究员。

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