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中科院广州地球化学研究所李元研究员访问地球化学研究所
发布时间:2017-05-27

应中国科学院地球化学研究所代立东研究员的邀请,中科院广州地球化学研究所李元研究员于5月25日-27日来地化所进行学术交流与访问。访问期间,李元参观了中科院地球内部物质高温高压重点实验室,并于5月26日在高压室三楼会议室作了题为“氮的高温高压地球化学行为”的学术报告。所内部分研究员及学生聆听了报告,报告会由高压室代立东主持。

地球表层和深部的物质交换是地球科学研究的重要内容。全球普遍存在的俯冲带中,表层物质被带到地球深部,而深部物质又通过火山活动等带到地表。关于硫的研究成果已有很多,而对氮的研究还相对薄弱。

李元首先简要介绍了氮的来源、分布和循环。研究发现分布在地球表层及内部的氮很可能来自顽火辉石球粒陨石,据此判断地球早期氮总量接近6.54×1024 Kg,而目前大气圈中仅有4×1018 Kg,剩下的氮很有可能进入了地球深部。大气中的氮被生物固定,之后生物变成腐殖质并成为沉积岩的一部分,沉积岩随着板片俯冲进入地球内部,发生一系列变质作用,当发生部分熔融时一部分氮在脱气过程重新上升到地球表层,而另一部分则被束缚在矿物中被带到更深的位置。此外,李元还介绍了前人有关早期大气是氧化性的还是还原性的争论,并认为早期大气中的确含有大量NH3、CH4、H2等还原性气体。最后,他重点介绍了氮在硅酸盐熔体和铁金属相之间的分馏实验研究成果,通过在含有硅酸盐熔体和铁金属相的样品囊中添加氨气或硝酸铵,在高温高压下反应足够长时间,用拉曼光谱及SEMs方法鉴定,发现氮更趋向于进入铁金属相,由此判断,地核中应该存在大量氮,而且每年共有9.7×1011 Kg 的氮进入地球深部。

 

李元作报告

李元研究员简介:

李元,博士,研究员。2006年本科毕业于合肥工业大学地质系,2009和2013年获德国拜罗伊特大学 (BGI) 高压实验地球科学硕士和博士学位,2013-2016年在美国Rice大学从事博士后研究工作。2016年,入选中组部青年千人计划,主要从事实验岩石学和实验地球化学研究。成果涵盖:系统研究壳幔条件下大量金属元素在不同硫化物、硅酸盐及流体体系中的地球化学行为,揭示壳幔分异规律及矿产资源的形成机制;系统研究氮地球化学行为,限制地球氮的形成和演化;发现俯冲带C-H-O流体不混溶,提出俯冲带碳循环机制模型;提出地球碳和硫成因模型。现主持包括:中科院前沿科学研究重点项目、中科院先导项目子课题等多项项目。在Nat Geosci、GPL、EPSL、GCA等国际一流学术刊物上发表论文20余篇。

 

与会研究员及学生讨论相关科学问题

(高压室 代立东课题组/供稿)