科技記者盧成寬.
記者22日從中科院青藏高原研究所獲悉，該研究所研究人員採用礦物原位鋰同位素分析方法，對青藏高原地幔橄欖岩中的鋰含量和鋰同位素組成進行了分析。 他們發現海水中的鋰可以擴散到地幔的橄欖岩中。 本研究為研究青藏高原地質史上不同地層的相互作用提供了新的思路。 研究結果**發表在《科學報告》上。
近年來，鋰同位素分析在地幔橄欖岩研究中得到了廣泛的應用。 地幔中鋰同位素的豐度約為2，而海水中鋰同位素的豐度甚至更高，為31。 然而，鋰同位素在地幔中的分布是不均勻的。 先前的研究表明，地幔中鋰同位素的不均勻分布是地球深處地質過程的結果。
這一次，研究人員分析了地幔的橄欖岩，該地幔仍保留在史前海洋特提斯洋的青藏高原。 “我們發現，我們越接近橄欖石礦物顆粒的邊緣，海水的鋰同位素特徵就越明顯; 越靠近橄欖石礦物顆粒的中心，海水的鋰同位素特徵減弱，而地幔的鋰同位素特徵增強。 這意味著海水中的鋰可以通過擴散進入地幔橄欖岩，青藏高原特提斯洋幔橄欖岩的鋰同位素組成受到海水和大陸地幔的影響。 *第一作者、中國科學院青藏高原研究所研究員石仁登告訴記者。
在大陸裂解過程中，地幔橄欖岩逐漸上公升並暴露在海底。 此時，海水可以滲透到橄欖岩中，橄欖岩仍處於較熱狀態。 在這個階段，海水中的鋰可以順利地擴散到橄欖岩中，使橄欖岩保留了海水的鋰同位素特性。 石仁登進一步解釋道。
從理論上講，鋰同位素在低於350攝氏度的低溫下會被強烈分餾，鋰同位素的分布在高溫下會迅速達到均勻狀態。 然而，鋰在地幔中的同位素分布是不均勻的，這表明地幔中的同位素分布不僅僅是地球深處高溫地質過程的結果。
據施仁登介紹，這種地幔橄欖岩，至今仍保留了海水中鋰同位素的特性，只能在板塊構造單元的被動大陸邊緣生存。 這為利用鋰同位素示蹤技術研究青藏高原特提斯構造域地幔橄欖岩的成因和構造背景提供了研究範例，能夠更好地服務於國家礦產資源的戰略需求。
鋰從海水擴散到大陸岩石圈地幔中橄欖岩的示意圖。
圖片由中國科學院青藏高原研究所提供）。