地球内部和表层系统是一个紧密相连的整体，地球内部和表层的物质循环深刻影响了地球各圈层的物质组成、结构和动力学过程，还形成了人类赖以生存的资源能源，同时对地球宜居性有着决定性的作用。

欧亚大陆碰撞、青藏高原隆升是新生代以来最显著的地质构造事件，对全球气候变化有着至关重要的影响。青藏高原上有广泛的新生代火山活动，这些火山喷发释放的大量二氧化碳（CO₂）可能是驱动全球气候变化的关键因素。然而，欧亚大陆碰撞期间的深部碳循环过程如何影响火山活动的CO₂排放通量，仍有待进一步研究。

近日，中国科学院广州地球化学研究所博士后王健在唐功建研究员和王强研究员的指导下，对青藏高原西昆仑地区的新生代超钾质火山岩及其所携带的地幔包体进行了系统研究。研究发现，该区域地幔包体中含有大量的原生碳酸盐矿物（如方解石和白云石）及CO₂气泡，证明青藏高原岩石圈地幔极其富碳。结合该区域火山岩的Mg−Zn−Mo同位素组成及地球物理资料，确认这些富碳成分可能直接来自俯冲再循环的印度大陆地壳。

研究认为，在长期的欧亚大陆碰撞中，持续俯冲的印度大陆板块将大量富含碳的沉积物引入到青藏高原的岩石圈地幔中，通过交代反应将碳酸盐矿物转变成CO₂，并最终影响火山活动的CO₂排放通量（图1）。该研究揭示了欧亚碰撞过程中重要的碳循环机制，对于理解地球深部与表层的物质循环及其与气候变化之间的关联有重要启示。

上述研究得到了国家自然科学基金青年基金项目(42203017)和青藏高原第二次科考(2019QZKK0702)等的资助，相关成果发表在国际知名地球科学期刊《Geology》上。

图1：欧亚碰撞中的碳循环过程及估算的碳循环通量

论文信息:

Wang, J (王健), Sebastian Tappe, Wang, Q (王强), Li, J (李杰), Zou, Z.-Q (邹宗琪), Tang, G.-J* (唐功建). 2024. Carbon cycling during the India-Asia collision revealed by δ²⁶Mg–δ⁶⁶Zn–δ⁹⁸Mo evidence from ultrapotassic volcanoes in NW Tibet: Geology, https://doi.org/10.1130/G52267.1.

论文链接：https://doi.org/10.1130/G52267.1