深部碳循环及同位素示踪：回顾与展望

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• 责任者：张洪铭^c中国地质大学(北京) ; 李曙光^c中国科学技术大学中国科学院壳幔物质与环境重点实验室
• 刊名：中国科学：地球科学
• 出版年：2012
• 卷期：42^b10
• 关键词：碳循环 ; 同位素示踪法20^a地幔 ; 镁同位素 ; 赋存形式 ; 熔融 ; 有机碳 ; 碳同位素 ; 火山作用30^a钙同位素
• 页码：1459～1472
• 索书号：P106/141-1
• 图表：^c表1参86插图
• 分类号：1700,0300
• 文摘期号：2013/05

摘要

深部碳循环是全球碳循环中的重要组成部分，它指通过板块俯冲过程把大洋底部的碳酸盐岩带到地幔中，然后再通过火山作用以CO₂气体形式释放到大气中。目前对于深部碳循环的研究仍处在一个起步阶段。其中一个很重要的科学问题是火山作用释放的CO₂中与俯冲相关的碳和原始幔源碳的比例。传统碳同位素可以很好的区分有机碳和无机碳，但火山作用释放的CO₂中，大约95%的与俯冲相关的碳和原始幔源碳均是无机碳，因此传统的碳同位素方法无法区分。近年来Ca和Mg同位素在示踪壳内物质循环方面的研究取得很大的进展，该文针对以上科学问题，总结了近年来对于深部碳存储总量、通量及存在形式，洋壳俯冲过程中碳的行为，含碳地幔的熔融，深入探讨了C、Ca和Mg同位素示踪深部碳循环的原理和途径，以及前人在C、Ca和Mg同位素示踪深部碳循环等方面的研究成果。