近日，中国科学院深海科学与工程研究所深海极端环境模拟研究实验室博士生熊梦君作为第一作者，梅升华研究员作为通讯作者，在地学TOP期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》上发表了一篇题为“In-Situ Experimental Study of Talc Carbonation in C-O-H Fluid: Implications for the Deep Carbon Cycle”的学术论文。
地球深部碳迁移是地质尺度碳循环过程的重要组成部分，而俯冲带是碳从地表进入地幔的主要通道。在板块持续俯冲过程中，温压梯度的急剧升高协同流体活动性增强，驱动俯冲板片内部发生多尺度物质重组—包括矿物的相态转变、蛇纹石化橄榄岩的脱水分解、以及硅酸盐-碳酸盐交界面的氧化还原反应等。这些受热力学平衡控制的物化作用，直接或间接地制约着浅层碳向地球深部的迁移边界。揭示这一系列物理化学响应的成因机理，不仅能够帮助认识地球内部物质的输运过程，更能够深化对板块俯冲动力学、壳幔相互作用乃至地幔对流模式的系统认知，具有重要的科学意义。
本研究采用金刚石压腔（DAC）结合原位拉曼光谱技术，系统研究了俯冲带温度压力条件下滑石与C-O-H流体的碳酸化反应过程。研究结果发现滑石在温度> 250°C、压力>1 GPa时，可快速转化为菱镁矿与石英，有效地将流体中的CO2封存到新形成的热力学更稳定的菱镁矿中，从而被挟带进入地球深部（见附图）。此外，滑石碳酸化后还可能通过改变俯冲带矿物组成，影响到包括地震活动性在内的动力学过程。本研究的结果构建了滑石碳酸化反应的热力学相图，为更好地理解地球深部碳循环过程和受相变影响所致的地球动力学行为提供了必要的实验约束。
论文信息：Mengjun Xiong, Zhi Zheng, Jiangzhi Chen, Xia Zhao, Shenghua Mei, In Situ Experimental Study of Talc Carbonation in C-O-H Fluid: Implications for the Deep Carbon Cycle, Geochimica et Cosmochimica Acta (2025), https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.03.015.
