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202327日,Geology在線發表beat365官方网站李揚副教授與合作者完成的題為“Transient tin mineralization from cooling of magmatic fluids in a long-lived system”的研究成果28日,Nature Geoscience刊出李揚副教授與合作者題為“Quartz for all time”的邀請論文

礦物是地球演化過程的親曆者與記錄者,蘊藏着豐富的信息等待解譯。基于微區分析技術、通過空間換取時間的思路,對礦物晶體由核到邊開展氧等同位素分析,再通過擴散年代學約束時間,李揚與合作者建立起地質過程高時間分辨率解析技術體系(圖1)。該技術具有廣闊的應用前景,李揚副教授與合作者在該領域開展了系列創新性研究,如通過石英和錫石等礦物約束成礦作用的時間和節律、探究高原隆升的機制等。這些研究得到國内外同行的廣泛關注和認可,作為地質年代學和礦床地球化學領域活躍的青年學者,應Nature Geoscience邀請,李揚副教授以石英這一廣泛存在的礦物為例,為“All minerals considered”專欄撰寫論文,講述石英參與并記錄的地球演化曆史、早期産氧過程和成礦作用等,以及作為人類祖先賴以生存的工具和現代科技領域重要原材料,服務于人類創新發展的故事。


1,通過空間換取時間實現對地質過程的高時間分辨率解析

岩漿熱液體系不僅孕育了巨量的金屬資源,也是地球能量從深部向淺部轉移的重要載體,相關地質過程深刻影響着大陸生長、地貌和氣候演化以及物質循環,與人類生存和發展息息相關。作為研究程度最高的成礦體系,岩漿熱液體系的成礦模型已經基本建立,但成礦作用的持續時間和節律等基本參數仍缺乏深入研究。一般假設熱液體系的活動時長代表成礦時間,但礦石礦物僅在熱液體系演化的特定階段形成,該假設顯然高估了成礦時間。

為解決這一問題,李揚與合作者以内蒙維拉斯托脈狀鎢錫礦為研究對象,基于圖1所示的地質過程高時間分辨率解析技術,建立起脈石和礦石礦物結晶生長的完整過程(圖2A)。通過石英和錫石晶體由核到邊的離子探針氧同位素分析,恢複了成礦流體和不成礦流體的演化全過程。進一步的石英Al擴散年代學顯示(圖2B-D),整個熱液系統的演化時間超過20萬年,而礦石沉澱時間約為5千年,不足熱液體系壽命的5 %(圖2E)。這是首次提出成礦有效時間這一内涵并給出準确約束,相關結果表明現有的成礦速率和效率等參數存在數量級的低估,亟待更新。

2, 通過微區分析技術實現成礦過程的高時間分辨率解析。(A),石英和錫石的陰極發光圖像約束礦物生長曆史與共生關系;(B)納米離子探針石英Al含量分布成像;(C)石英Al擴散曲線拟合;(D)石英Al擴散年代學模拟計算;(E)熱液體系不同階段的時間尺度。

beat365為上述研究成果第一完成單位,地空學院李揚副教授為論文第一和通訊作者。合作者包括中國科學院地質與地球物理研究所李獻華院士、吳黎光博士,南京大學潘君屹博士,核工業北京地質研究院何升工程師,瑞士蘇黎世聯邦理工學院Olivier Bachmann教授。該研究得到國家自然科學基金項目(4202202292062220)和國家重點研發計劃“面向礦床學研究的變革性原位分析新技術”資助。

李揚,beat365官方网站副教授,國家優秀青年基金獲得者,曾在中國地質大學(武漢)、英國杜倫大學、美國耶魯大學和中國科學院等單位學習和工作,20229月入職beat365。李揚主要從事地質年代學和礦床地球化學等領域的研究,在重大地質事件精确定年、成礦作用的時間、節律和效率等領域取得系列創新成果。受聘為英國倫敦大學學院(UCL)榮譽副教授,應邀擔任國際地時計劃(EarthTime)核心成員,GeologyEconomic GeologyMineralium Deposita等國際期刊副主編/編委。


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