中国科学院广州地球化学研究所李元研究员访问地球化学研究所
应中国科学院地球化学研究所代立东研究员的邀请,中国科学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,报告会由高压室的代立东研究员主持。
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。
李元研究员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,李元研究员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,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。
李元研究员简介:
李元,博士,研究员。2006年本科毕业于合肥工业大学地质系,2009和2013年获德国拜罗伊特大学 (BGI) 高压实验地球科学硕士和博士学位,2013-2016年在美国Rice大学从事博士后研究工作。主要从事实验岩石学和实验地球化学研究。成果涵盖:系统研究壳幔条件下大量金属元素在不同硫化物、硅酸盐及流体体系中的地球化学行为,揭示壳幔分异规律及矿产资源的形成机制;系统研究氮地球化学行为,限制地球氮的形成和演化;发现俯冲带C-H-O流体不混溶,提出俯冲带碳循环机制模型;提出地球碳和硫成因模型。现主持包括:中科院前沿科学研究重点项目、中科院先导项目子课题等多项项目。在Nat Geosci、GPL、EPSL、GCA等国际一流学术刊物上发表论文20余篇。
代立东研究员主持报告
李元研究员作报告
与会研究员及学生讨论相关科学问题
(地球内部物质高温高压重点实验室 代立东课题组/供稿)
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