近日，学院青年教师陈安霞博士以第一作者身份，在国际权威地学期刊《lithos》（中科院二区）发表了题为《Fluid activity in continental subduction zones: Insights from barium isotopes of ultrahigh-pressure jadeite quartzites in Dabie orogen》的研究论文，论文通讯作者为中国科学技术大学长江学者高晓英教授，合作者包括中国科大于慧敏副研究员、李王晔副教授和我校胡昊副教授。
你是否好奇地球深部看不见的流体如何塑造我们的星球？俯冲带——地壳板块潜入地幔的“高速公路”，是引发火山喷发、地震活动和孕育矿产资源的关键区域。其中，大陆板块深俯冲过程中的“流体密码”更是科学家们致力破解的核心谜题。
研究内容及成果：
该研究聚焦中国大别山造山带一种特殊的岩石——含柯石英的硬玉石英岩。它们是大陆地壳曾俯冲到90多公里深的地幔后，折返回地表的“见证者”。研究发现，这些岩石原本是约20亿年前古老花岗岩，经过简单风化堆积在大陆边缘。但在深俯冲至地幔深度时，它们经历了强烈的流体改造。
研究团队巧妙地运用了先进的钡（Ba）同位素分析技术，如同为深部流体过程安装了精密“示踪器”。他们发现硬玉石英岩的钡同位素组成，相比其古老花岗岩“祖先”发生了系统性“变轻”。这种差异清晰地揭示了俯冲带超高压环境下强烈的流体—岩石相互作用：流体在运移过程中，优先带走了较重的钡同位素。通过模型计算，精确限定出流体作用导致的分馏效应范围（0.10‰至0.15‰），参与反应的流体体积约占岩石体积的近一半（流体-岩石比约0.48），但受俯冲界面断裂系统控制，具有高度不均一性。考虑到这类岩石的广泛分布，证明大陆俯冲带深部的流体活动不仅普遍，而且规模相当可观。
该研究有力地证实了在大陆深俯冲过程会产生巨量变质流体。这些流体不仅驱动了流体-岩石反应，更触发了俯冲带物质部分熔融、促进地壳-地幔物质交换，同时深刻改造着地球深部的化学组成。解读这本大别山岩石的“流体日记”，为理解地球内部运行机制提供了全新视角。更重要的是，这些深部流体活动正是解密俯冲带相关火山喷发、地震活动以及重要矿产资源形成机制的关键环节。
图 大别山硬玉石英岩的形成过程及流体活动
该研究获得了国家自然科学基金（42203012; 42472076）资助。相关论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0024493725002129?dgcid=coauthor
