科学通报 | 赵国春：俯冲氧化还原循环与地幔氧化

本文围绕俯冲带中氧化还原循环与地幔氧化这一关键科学问题展开。背景是板块构造是地球的独有特征，俯冲带作为连接地表与深部地幔的物质循环通道，俯冲板片携带水、碳、硫及氧化性组分进入地幔，影响弧岩浆及地幔的氧化状态。研究目的在于探究俯冲板片是否以及如何向地幔楔输送氧化物质，从而改变俯冲体系及地幔的氧化还原状态。过去研究因尺度限制，所得结论不一致。结论方面，本文介绍Duan等人构建的二维动力学-热力学耦合数值模型，模拟显示蚀变洋壳及板片底部弱蛇纹岩化地幔能释放大量氧化性流体，弧下区域硫酸根氧化性流体提高弧岩浆氧化性，弧后区域富三价铁熔体输送氧化物质。约70%的氧化物质进入深部地幔，影响全球地幔氧化状态长期演化。俯冲带被视为持续运转的氧化还原“交换系统”。该模型为理解岛弧高氧化性提供了定量框架，未来需拓展至更多俯冲带类型并发展高分辨率两相流模型。