地球內部和表層系統是一個(gè)緊密相連的整體，地球內部和表層的物質(zhì)循環(huán)深刻影響了地球各圈層的物質(zhì)組成、結構和動(dòng)力學(xué)過(guò)程，還形成了人類(lèi)賴(lài)以生存的資源能源，同時(shí)對地球宜居性有著(zhù)決定性的作用。

歐亞大陸碰撞、青藏高原隆升是新生代以來(lái)最顯著(zhù)的地質(zhì)構造事件，對全球氣候變化有著(zhù)至關(guān)重要的影響。青藏高原上有廣泛的新生代火山活動(dòng)，這些火山噴發(fā)釋放的大量二氧化碳（CO₂）可能是驅動(dòng)全球氣候變化的關(guān)鍵因素。然而，歐亞大陸碰撞期間的深部碳循環(huán)過(guò)程如何影響火山活動(dòng)的CO₂排放通量，仍有待進(jìn)一步研究。

近日，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士后王健在唐功建研究員和王強研究員的指導下，對青藏高原西昆侖地區的新生代超鉀質(zhì)火山巖及其所攜帶的地幔包體進(jìn)行了系統研究。研究發(fā)現，該區域地幔包體中含有大量的原生碳酸鹽礦物（如方解石和白云石）及CO₂氣泡，證明青藏高原巖石圈地幔極其富碳。結合該區域火山巖的Mg?Zn?Mo同位素組成及地球物理資料，確認這些富碳成分可能直接來(lái)自俯沖再循環(huán)的印度大陸地殼。

研究認為，在長(cháng)期的歐亞大陸碰撞中，持續俯沖的印度大陸板塊將大量富含碳的沉積物引入到青藏高原的巖石圈地幔中，通過(guò)交代反應將碳酸鹽礦物轉變成CO₂，并最終影響火山活動(dòng)的CO₂排放通量（圖1）。該研究揭示了歐亞碰撞過(guò)程中重要的碳循環(huán)機制，對于理解地球深部與表層的物質(zhì)循環(huán)及其與氣候變化之間的關(guān)聯(lián)有重要啟示。

上述研究得到了國家自然科學(xué)基金青年基金項目和青藏高原第二次科考等的資助，相關(guān)成果發(fā)表在國際知名地球科學(xué)期刊《Geology》上。

圖1：歐亞碰撞中的碳循環(huán)過(guò)程及估算的碳循環(huán)通量

論文信息:

Wang,J (王健),Sebastian Tappe,Wang,Q (王強),Li,J (李杰),Zou,Z.-Q (鄒宗琪),Tang,G.-J* (唐功建). 2024. Carbon cycling during the India-Asia collision revealed by δ²⁶Mg–δ⁶⁶Zn–δ⁹⁸Mo evidence from ultrapotassic volcanoes in NW Tibet: Geology,https://doi.org/10.1130/G52267.1.

論文鏈接：https://doi.org/10.1130/G52267.1