碳酸盐岩液体作为将碳从板块转移到弧下地幔的介质

俯冲带深层碳循环通过调节大气中的 CO 2浓度影响地球表面的长期宜居性。碳是如何从板块转移到亚弧地幔的，到目前为止，研究人员还不清楚。

近日，中国科学院海洋研究所张国梁教授领导的研究团队发现，含水碳酸岩液体是将碳从板片转移到亚弧地幔的普遍介质。

该研究于 3 月 15 日发表在Communications Earth & Environment上。

研究人员使用高压、高温实验确定了俯冲碳化泥质岩的相关系。结果表明，部分熔融在 2.5-4 GPa 下产生含水硅酸盐熔体，而在 5-6 GPa 上接近固相线的液体是含水的钙质碳酸岩液体，在更高的温度下被碳酸盐硅酸盐熔体所取代。

此外，所研究的泥质岩产生硅酸盐熔体所需的最低温度随着压力从 2.5 增加到约 4.5 GPa 而增加，但是，随着初始液体基本上变成碳酸岩，它们在 4.5 和 6 GPa 之间降低了大约 50℃–60℃。

在本研究约束的碳酸盐岩泥岩流体存在固相线的框架内，先前构建的板片热结构和蛇纹石化含水矿物的稳定场、碳酸盐岩泥岩的熔流熔化和含水碳酸岩液体的形成在 200 的中间热状态下实现深度约 150–180 公里。

“碳酸盐岩液体作为将碳从板片转移到亚弧深度地幔的介质，并不局限于最热的条件，也不像以前认为的那样是富钙岩性的含水熔融，”陈伟博士说，首先该研究的作者。

“这项研究为俯冲板块的脱碳机制提供了新的见解，并揭示了地球表面和深层内部之间的 碳循环，”张教授说。

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