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成理地科院王新宇、邹灏分别在Nature Index刊物发表高水平论文，针对海洋环境钼循环、Rodinia超大陆研究有新突破

大学作者：成都理工大学 2021-09-28 22:58:26

近日成理地球科学学院

王新宇、邹灏两位副教授

在Nature Index刊物

国际地球科学顶级期刊上

分别发表最新研究论文

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▶王新宇副教授在Nature Index刊物《Geochimica et Cosmochimica Acta》发表研究成果。

钼元素是自然界中广泛存在的氧化还原敏感元素，因而，海洋环境中钼同位素被广泛应用于古海洋沉积与古气候、大洋缺氧等重大地质历史事件的指示。但是，针对控制钼在海洋中的循环长期存在两个争议：

(1)控制钼迁移转化的地球化学机制：尽管钼同位素分馏实验揭示，钼在海洋环境中的迁移转化主要受锰矿物控制（Kashikabara et al., 2011），但是海底中铁矿物含量远高于锰矿物且铁矿物吸附性很强，铁矿物应是控制海洋中钼迁移转化的主要因素（Goldberg et al., 2009）

(2)海洋中针铁矿表面钼的分子结构：Arai, 2010提出以边共享与角共享两种四面体存在，但是Kashikabara et al., 2011提出以边共享四面体与八面体混合存在。

针对以上问题，我校王新宇副教授与英国布里斯托大学David M. Sherman教授，通过分子动力学与同步辐射方法，提出钼在针铁矿表面是以单齿四面体角共享结构存在，结合实验首次建立了海洋环境中钼在海水-大洋锰结核之间的热力学吸附模型，确立了铁矿物（57%）和锰矿物（43%）是控制海洋环境中钼元素循环的重要机制，提出了两个新的认识：

(1)钼元素在海水-锰结核之间分配已达到热力学平衡；

(2)钼同位素在海水-锰结核之间分馏没有达到平衡，可能存在热液来源。

研究成果受到国家自然科学基金委（41807357）资助，近期发表于国际地学顶尖刊物GCA，成理地球科学学院王新宇副教授为本论文的第一兼通讯作者，成都理工大学为第一发表单位，GCA是地球科学领域的nature index刊物，国际很多奠基性与原创性的地球化学工作发表在GCA上，2019年《世界学术期刊学术影响力指数（WAJCI）年报中》GCA位于地球化学与地球物理分区排名第一。

▲钼及其同位素在海水-大洋锰结核之间的热力学平衡机制

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▶邹灏副教授在Nature Index刊物《Earth and Planetary Science Letters》，上发表研究成果。

学术论文题为《A Neoproterozoic low-δ18O magmatic ring around South China: Implications for configuration and breakup of Rodinia supercontinent》

新元古代时期，地球系统经历了雪球事件、海洋和大气圈氧化、多细胞生物大爆发等一系列重大变革。地球系统的这些剧变发生在Rodinia超大陆演化的过程中。因此，重建Rodinia超大陆对深入理解这些剧变及其成因联系至关重要。然而，当前对于Rodinia的拼图还未达成共识。由于华南在新元古代Rodinia超大陆重建中具有重要的地位，因此准确约束华南大陆的古地理位置对完善Rodinia超大陆的拼图、认识其演化与地球系统剧变之间的联系具有重要意义。

大规模低氧同位素岩浆形成于经历过高温水-岩相互作用地壳岩石的重熔。大陆裂谷（或热点）环境具有高的地温梯度和区域尺度的地壳伸展，是高温水-岩相互作用发生的最佳场所。伴随着Rodinia超大陆的裂解，华南经历了广泛的伸展并形成全球最大规模的新元古代低氧同位素岩浆岩省。厘清华南新元古代低氧同位素岩浆的时空分布和成因可为研究华南陆块的构造体制和古地理位置提供重要约束。

基于此，本研究对前人缺乏氧同位素详细报道的扬子西缘新元古代花岗岩和流纹岩开展综合研究，结果显示，ca. 820–805 Ma苏雄组流纹岩具有正常地幔范围的δ¹⁸O值；ca. 785–780 Ma花岗岩具有低的δ¹⁸O值，部分锆石晶体颗粒记录了从核部至边部O同位素亏损程度降低的趋势，表明这些低氧同位素花岗岩是同岩浆热液蚀变地壳岩石重熔或‘自噬’的产物。扬子西缘的新元古代低δ¹⁸O岩浆与扬子北缘、东南缘新元古代低δ¹⁸O岩浆表明低氧同位素岩浆遍布华南扬子陆块周缘。

此外，新元古代长英质岩浆形成温度和深度综合评估显示，整个扬子陆块在850–700 Ma之间经历了大规模的伸展。上述分析结果表明，华南应处于Rodinia超大陆的中心，泛华南陆块范围的地壳伸展和低氧同位素岩浆形成于大陆裂谷环境，可能与推测存在于超大陆下的超级地幔柱活动相关。

▲中国华南低δ¹⁸O岩浆岩分布图

该论文第一作者为成理地球科学学院邹灏副教授，中国科学院地质与地球物理研究所李献华院士为论文通讯作者，共同作者还包括中国科学院地质与地球物理研究所李秋立研究员、西澳大学Leon Bagas教授、云南大学王选策教授和我校陈安清教授。该研究工作得到了中国科学院战略性先导科技专项(B类)(DB18030300)、中国博士后科学基金(2019M650833)、岩石圈演化国家重点实验室开放基金(SKL-K201902)和成都理工大学珠峰科学研究计划的联合资助。

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延伸阅读：

自然指数（Nature Index）是依托于全球顶级期刊（2014年11月开始选定68种，2018年6月改为82种），统计各高校、科研院所（国家）在国际上最具影响力的研究型学术期刊上发表论文数量的数据库。运用这个数据库，可以根据各机构的论文发表数量及类别来进行排名和期刊索引，这一数据库的实时在线版免费为公众开放。

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