1月23日，國際著名期刊《自然-地球科學》（Nature Geoscience）以長篇論文（Articles）形式在線刊登中科院海洋研究所張國良研究員（第一/通訊作者）的論文：“Evolution of carbonated melt to alkali basalt in the South China Sea”，報道了在中國南海發現世界首例碳酸鹽質巖漿，及其向堿性玄武巖連續轉化的現象。 

　　張國良研究員與美國加州大學、南京大學、德國馬普學會化學所科學家合作，對國際大洋發現計劃（IODP）南海鉆孔巖芯進行了地球化學、同位素化學和礦物學研究，發現了世界首例碳酸鹽質巖漿。這對深部碳循環和全球堿性玄武巖成因具有重要科學意義?！咀⑨專禾妓猁}質巖漿含有大量CO₂，也是地球上最富稀土元素的巖漿】 

　　地幔存儲了地球上絕大部分的碳，地幔中CO₂可能對巖漿的最初形成起到關鍵作用。多年來，經典的室內高溫高壓實驗也推斷：在CO₂的參與下，地幔中極有可能存在碳酸鹽化的熔體（巖漿），這種熔體可能與堿性玄武巖【注釋：全球海山大多由堿性玄武巖組成】成因有某種關聯。然而，長期以來這種熔體一直只存在于實驗室結果，而CO₂與地球上巖漿成因的關聯一直神秘莫測。本次研究發現自然界的碳酸鹽質巖漿可以連續轉化成為堿性玄武巖。 

　　本次研究指出：碳酸鹽質巖漿與巖石圈反應過程中，導致巖石圈吸收了大量稀土元素（磷灰石分離效應，圖1），并使巖漿脫CO₂，最終碳酸鹽質巖漿演化成堿性玄武巖。該研究的意義有：1. 確認地球上真實存在碳酸鹽質巖漿；2. 推斷大洋堿性海山下部可能存在大規模稀土礦化帶；3. 熱和薄的巖石圈有利于地球深部CO₂遷出地表；4. 巖石圈可能是阻止地球深部CO₂遷至地表的重要屏障（見圖2）。 

　　本項研究得到中國科學院戰略性先導科技專項（海洋專項）以及國家優秀青年科學基金資助。 

　　原文鏈接：http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo2877.html 

圖1. 磷灰石結晶分離效應。磷灰石結晶分離控制了稀土元素和P元素含量，并構建了火成碳酸巖和堿性洋島玄武巖之間的成因鏈條。 

圖2. 碳酸鹽質巖漿—巖石圈反應簡化圖。注釋：中國南海停止擴張后，深部的碳酸鹽化熔體穿透了南海極薄的巖石圈（~20 km），其中一部分轉化成了堿性玄武巖；推斷碳酸鹽化熔體穿過正常厚度的巖石圈后，全部被轉化為堿性玄武巖。