記者從中國(guó)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(guó)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(guò)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(bào)告》(Scientific Reports)，為研究地質(zhì)歷史時(shí)期青藏高原不同圈層相互作用開(kāi)拓了新思路，可服務(wù)國(guó)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(lái)，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(duì)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(guò)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(shuō)明樣品中鋰同位素特征同時(shí)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(huì)發(fā)生強(qiáng)烈分餾，在高溫下會(huì)快速達(dá)到均一，可見(jiàn)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(guò)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(gè)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。