中新社合肥10月9日電 (記者 吳蘭)記者9日從中國科學技術大學獲悉,該校地球和空間科學學院倪懷瑋教授課題組在超臨界地質流體演化過程和機制研究方面取得重要進展——發現地球內部“血液”新演化過程和機制。
流體就像固體地球內部的“血液”,對于物質和能量的傳輸發揮重要作用。相關研究成果近日發表于國際地球化學知名學術期刊《Geochemical Perspectives Letters》上。
據介紹,巖石主要是硅酸鹽成分,而常見的流體包括富水流體和以硅酸鹽為主的巖漿熔體(通過火山噴發可到達地表),二者之間混溶程度通常很低。但在地球深部的高溫高壓條件下,硅酸鹽和水可以完全混溶,形成成分比巖漿熔體“稀”、但比富水流體“稠”的超臨界地質流體。
超臨界地質流體具有復雜的成分和結構、超常規的物理化學活性,可以促進地球深部物質循環,遷移富集元素成礦,甚至引發深部地震。但超臨界流體實驗研究難度很高,特別是目前對超臨界流體的演化行為仍嚴重缺乏了解。
為了深入認識地球內部超臨界流體的演化,課題組實驗發現超臨界流體可以通過旋節分解機制發生相分離,而且硅酸鹽組分可以支撐彈性應力,在流體中形成了硅酸鹽熔體的網絡結構(相互聯通的熔體球,邊界處有多個小的流體氣泡)。當溫度進一步降低時,界面張力越來越大,導致熔體網絡坍塌。
該研究首次發現超臨界流體旋節分解和形成熔體網絡,從而揭示了一種全新的超臨界流體演化機制。(完)