物理大讲堂—名家系列讲座(五十三)

时间:2022-01-04    点击:

报告题目:地球深部关键物质循环过程及其环境、能源、资源效应

报 告 人:陶仁彪

报告时间:2022年1月8日19:00

报告地点:线上(腾讯会议 596417207)


报告摘要:



地球自形成,经历46亿年的演化,逐渐从相对均一、炽热的行星演化变成了具有良好圈层结构、生机勃勃的星球。深部地球地幔和地核分别占据固体地球82.5%和16.2%的体积比,占地球总体积和质量比都超过地球98%以上,相对来说,地表大气圈、水圈和岩石圈仅占地球体积和质量的很小一部分。因此,地质历史上地表大气圈、水圈、生物圈演化必然受到深部地球过程的影响和控制,尤其是地球深部关键物质(C-H-O-S)的循环可能对地表能源、资源和环境演化具有重要影响。板块俯冲作用和各类岩浆作用是连接地表和地球深部多圈层相互作用的关键地质过程,其中俯冲作用可以把地表关键物质带入深部地幔,对地球深部岩石矿物组合、微量元素和同位素组成造成明显的影响,而经历过俯冲物质交代洗礼的地幔物质借助各类岩浆作用返回地表,必将对地表环境变迁、能源和资源产生和分布产生明显的影响。


本报告结合报告人前期岩石学、高温高压实验、热力学模拟等研究工作,讨论了俯冲带物质循环及其地幔交代作用对地球演化的影响。我们通过岩石学和高温高压实验模拟发现伴随俯冲作用进入深部地幔的关键挥发性物质(C-H-O-S)的交代作用才是影响地幔氧化还原的关键因素。一方面,结合前人研究发现的地球深部与地表同时期大氧化事件,我们认为深俯冲物质地幔氧化作用可能是产生地质历史上地表大气大氧化事件的主控因素。另外一方面,俯冲物质地幔氧化作用也可以很好的解释华北克拉通下大地幔楔碳酸盐交代过程及中国东部高氧逸度碱性玄武岩成因,结合胶东金矿碳酸盐型金矿研究,我们认为华北克拉通破坏型金矿的产生可能与西太平洋俯冲碳酸盐氧化大地幔楔物质相关。



报告人简介:

陶仁彪,北京高压科学研究中心研究员。兰州大学地球化学学士(2009),北京大学岩石学、矿物学、矿床学博士(2014)。之后分别在北京大学(2015)、美国卡耐基研究所(2016-2018)、法国里昂地质实验室开展博士后工作(2018-2019)。2020年加入北京高压科学研究中心。长期从事深部物质(碳和水)循环及其对深部地幔物质不均一性影响的研究。研究方法包括天然样品观察、高温高压实验模拟和高压固体和流体热力学计算等。主要研究成果包括:通过天然样品流体包裹体、高温高压实验模拟等工作提出了俯冲带高压非生物甲烷形成机制;通过高温高压实验在蛇纹岩体系中合成了非生物干酪根类物质;通过岩石矿物包裹体观察发现了地球深部氧化还原不均一性特征,通过高温高压实验模拟提出深俯冲沉积碳酸盐是氧化深部地幔最为有效的介质。目前在Sci. Adv., Nature Commun., Environ. Earth Sci.,EPSL, GCA, CG, AM等多种国际期刊发表SCI论文30多篇。目前主持基金委重点资助项目两项,研究方向聚焦于地球深部碳水循环过程及其对地表环境宜居性以及矿产资源分布的影响。



举办单位:吉林大学物理学院

     计算方法与软件国际中心


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