記者從中國科學(xué)院青藏高原研究所獲悉，利用礦物原位鋰同位素分析方法，中國科學(xué)院青藏高原研究所碰撞隆升及影響團(tuán)隊(duì)史仁燈研究員及其合作者系統(tǒng)分析了青藏高原地幔橄欖巖中的鋰含量和鋰同位素組成。研究發(fā)現(xiàn)，海水中鋰擴(kuò)散作用等地表過程是地球深部地幔鋰同位素變重的原因。

上述成果2月19日在線發(fā)表于Nature旗下刊物《科學(xué)報告》(Scientific Reports)，為研究地質(zhì)歷史時期青藏高原不同圈層相互作用開拓了新思路，可服務(wù)國家礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略需求。

該文章的第一作者，史仁燈研究員介紹，近年來，鋰同位素體系廣泛運(yùn)用于地幔橄欖巖研究。以往研究認(rèn)為，地幔鋰同位素組成的不均一性主要受控于地球深部地質(zhì)作用。研究團(tuán)隊(duì)選取青藏高原消失的特提斯洋殘留的巖石圈地幔橄欖巖作為研究對象。

地幔鋰同位素值約為2‰，而海水鋰同位素較重，其值約為31‰。研究發(fā)現(xiàn)，越靠近橄欖石礦物顆粒邊緣，海水鋰同位素特征越明顯;越靠近橄欖石礦物顆粒中心位置，地幔鋰同位素特征越明顯，揭示了海水中鋰元素經(jīng)過擴(kuò)散作用進(jìn)入橄欖石。絕大多數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)均沿海水和大陸地幔二元混合曲線分布，說明樣品中鋰同位素特征同時受控于海水和大陸地幔。

研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，由于鋰同位素在低溫下(<350℃)會發(fā)生強(qiáng)烈分餾，在高溫下會快速達(dá)到均一，可見地球深部高溫地質(zhì)作用并不是鋰同位素組成發(fā)生變化導(dǎo)致不均一的終極因素。

在大陸裂解過程中，地幔橄欖巖逐漸上浮，露于海底。海水滲透到尚處于較熱狀態(tài)的地幔橄欖巖中。在這個階段，地幔橄欖巖具有足夠的能量，供海水中的鋰元素?cái)U(kuò)散到橄欖石中，并且鋰同位素分餾程度非常低，使得橄欖石保存了海水鋰同位素特征。