地球的内部組成和結構是目前地球科學研究的前沿領域，Science雜志曾公布125個今後人類将緻力解決的、最具挑戰性的關鍵科學問題，其中“地球内部是如何運行的？”被列為第十個科學問題，位于地球科學領域之首位。這是因為我們人類目前對地球内部的了解還非常有限，固體地球的半徑達6400公裡，而我們目前鑽探最深隻能到達12公裡深處。上天不易，入地更難，我們隻能通過出露于地表的地質作用過程中形成的岩石，來推測地球内部的結構和組成。

地幔捕虜體是深部岩漿如金伯利岩、火成碳酸岩、玄武岩等帶至地表來源于地幔的岩石包體，它們是研究深部地幔的天然窗口。岩漿起源深度不同，攜帶的地幔捕虜體的物質組成和提供的信息也不同。碳酸岩是地表賦碳的主要岩石之一，其岩漿起源深度一直存在争論。實驗岩石學的研究證實碳酸岩岩漿最深能在地幔700公裡處形成，而地球化學證據顯示碳酸岩是富CO2矽酸岩岩漿在地殼深度發生液态不混溶的産物。有關深部地幔的信息主要是通過高溫高壓實驗和幔源金剛石内的超高壓礦物包裹體得到的，很難直接獲得來自軟流圏以下的地幔捕虜體，極大地制約了我們對碳酸岩岩漿起源和深部碳循環的認識。許成研究員與張立飛教授和費英偉教授合作首次在我國華北克拉通中北部的内蒙古豐鎮和河北懷安一帶的碳酸岩内發現了榴輝岩捕虜體。榴輝岩主要由綠輝石和石榴石組成，石榴石内包裹磷灰石、金紅石、綠輝石、藍晶石、石英等礦物。更為重要的是，他們在榴輝岩的石榴石内發現了超矽石榴石(Pyr90-93Alm3-7Gro2-4)包體(圖1)，其矽分子組成為3.15-3.22，X衍射和拉曼光譜均證實它為超矽石榴石，穆斯堡爾譜分析顯示該礦物具有高的Fe3+( Fe3+/全Fe ~ 0.87)，遠高于目前金剛石内發現的超矽石榴石(Fe3+/全Fe

該項研究成果于4月7日發表在Science子刊Science Advances期刊上：Xu et al., Sci. Adv. 2017;3: e1601589。許成研究員是文章的第一作者，許成研究員、張立飛教授和費英偉教授為共同通訊作者，捷克孟德爾大學的Jindřich Kynický、Miroslav Pohanka和宋文磊博士、美國卡内基研究所的陶仁彪博士以及地空學院的劉曦研究員參與了此項工作，該成果獲得了科技部973項目、國家自然科學基金委項目和美國卡内基研究所項目的資助。

圖1華北克拉通中北部的内蒙古豐鎮和河北懷安一帶的碳酸岩内發現的含有超矽石榴石的榴輝岩捕虜體