深部C-O-H流體是地幔對流、部分熔融和深部物質循環等一系列地質和地球化學過程中的重要介質,對其物理化學性質和行為機制的認識是地質過程研究的基本問題之一。然而,受限於實驗手段和觀測條件,目前對深部流體的的具體存在形式和組成還很有限。
中國科學院地質與地球物理研究所地球深部結構與過程研究室段振豪研究員領導的研究小組在整合分子模擬數據和現有實驗的基礎之上,提出了適用於上地幔條件的C-O-H流體通用形狀態方程,可用於重現和預測不同深部C-O-H流體組分在寬廣溫度壓力範圍內的熱力學性質,並利用其計算了克拉通深部環境下的流體組成。該研究成果近期發表在國際著名地球化學專業學術期刊《地球化學與宇宙化學學報》(Geochimica et Cosmochimica Acta)上。該研究表明,在古老克拉通深部環境下,H2O是最主要的C-O-H流體成分。隨著深度的增加,CO2的含量下降,而CH4的含量上升,而軟流圈大體位於H2O+CO2體系和H2O+CH4體系分界線附近。該研究同時揭示在地球深部的還原環境中有生成無機成因烷烴的可能。 |