中国地质大学（武汉）教授在《自然》发文：揭示关键金属的潜在分布位置

中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 程墨 通讯员 孙彦钦 尚紫荆）1月9日，中国地质大学（武汉）地球科学学院陈春飞教授与长江大学刘勇胜教授、澳大利亚麦考瑞大学Stephen Foley教授等科学家合作，在国际顶级期刊《自然》（Nature）上发表了题为《克拉通边缘碳酸盐熔体迁移形成富硫化物大陆根》（Sulfide-rich continental roots at cratonic margins formed by carbonated melts）的研究论文。

该论文通过高温高压实验模拟克拉通（古老大陆）边缘深部岩浆的演化过程，发现了克拉通边缘区域深部存在富硫化物大陆根，结合全球火成碳酸岩和岩浆硫化物矿床的时空分布特征以及地球化学统计分析，揭示了富硫化物大陆根对火成碳酸岩和硫化物矿产形成与演化的控制作用。

文章提出，克拉通边缘火成碳酸岩分布区域很有可能是关键金属资源的潜在分布区。这一重大发现，对于理解矿产资源的成因机制提供了全新的视角，同时对未来勘探关键金属资源具有重要指示意义。

起源于克拉通之下、深部地幔的初始岩浆，富含碳酸盐组成分，向上迁移时会横向流动至边缘区域，从而导致岩石圈厚度相对较小的边缘地区火山活动频繁。该论文通过高温高压实验模拟了这种边缘岩浆的演化过程，发现当富含碳酸盐岩浆从克拉通下方向上迁移时，其中的硅酸盐成分发生沉淀，导致岩浆中的硅逐渐被去除，最终转变为几乎纯的碳酸盐岩浆，即火成碳酸岩。当岩浆中的硅酸盐发生沉淀时，其中蕴含的金属和硫元素也以硫化物的形式从岩浆中沉淀出来，最终在克拉通边缘形成金属和硫的异常富集带，即具有硫化物富集特征的大陆根。

研究人员通过对克拉通边缘区域火山喷发携带的地幔样品进行统计分析，发现在克拉通底部约160公里至190公里处的地幔中，硫和铜均显著富集，进一步支持了克拉通边缘区域具有富硫化物的大陆根这一发现。

该论文通过对碳酸岩、硫化物矿床和克拉通的时空相关性分析，发现克拉通边缘区域同时富集火成碳酸岩和岩浆硫化物矿床，硫化物矿床与碳酸岩通常具有时空一致性，表明由碳酸盐熔体迁移形成的富硫化物大陆根控制了岩浆硫化物矿床的分布。该研究揭示了硫化物矿床与碳酸岩之间的成因关系，发现了克拉通边缘的富碳酸岩区域是关键金属的富集地，这一发现为未来矿产资源的勘探和开发提供了科学依据和重要方向。