期刊工作 | 矿物多尺度过程:从表面反应到深部循环——《矿物岩石地球化学通报》首届青年编委活动之精选论文解读会(七)成功举办

  

2026年4月28日上午,由《矿物岩石地球化学通报》(以下简称《通报》)主办的首届青年编委活动之精选论文解读会(七)在线上成功举办。会议由中国科学院广州地球化学研究所朱润良研究员担任点评专家,《通报》青年编委鲜海洋研究员召集并主持,四位青年学者分享了他们研究成果的最新进展。本次解读会共吸引八千余人次观看。

朱润良研究员点评报告

鲜海洋研究员主持报告

来自南京大学的高鹏元博士后首先介绍了黏土矿物是地球表层最为丰富的矿物类型,因其比表面积高、离子交换容量大、表面活性强而成为控制金属元素地球化学循环的关键矿物。精准预测多种金属在黏土矿物表面的竞争吸附行为是揭示金属元素地球化学行为的关键科学问题。传统的表面络合模型源自经验假设与实验数据拟合,缺乏界面反应机制的理论支撑,导致该模型的可移植性和拓展性差,虽能描述单一金属的吸附行为,但对多种金属竞争吸附尚不能准确预测。因此研究团队构建了一套能够模拟黏土矿物表面竞争吸附的多尺度理论模型,基于第一性原理分子动力学计算,自下而上整合晶体结构和界面反应性,厘定矿物表面吸附位点的几何参数与酸度以及金属离子的吸持机制,从而实现对竞争吸附的精确模拟。为多种元素的地球化学循环与环境行为的跨尺度研究提供了新的理论框架。

高鹏元博士后分享报告

来自江西省科学院资源与环境研究所的唐红梅副研究员从纳米金在黄铁矿–水界面形成的动态过程这一科学问题出发,采用原位液相透射电子显微镜和热力学模拟等方法,系统研究了亚微米级黄铁矿颗粒在氯金酸溶液中的界面反应过程。研究发现,黄铁矿-水界面的致密液体层可从欠饱和的含金溶液中高效浓缩金,为纳米金的成核与生长及铁氧化物的相转变提供反应场所。本研究提出的这种与致密液体层相关的金富集机制可同时适用于热液型金矿床和表生金富集过程,从而为黄铁矿富集金提供新视角。

唐红梅副研究员分享报告

来自澳门科技大学的刘晶助理教授首先介绍了低温环境在太阳系中具有普遍性,传统观点认为冰冻环境会极大地抑制化学反应,但北极实地研究颠覆了这一认知。海冰实际是包含冰晶、盐水、矿物和有机质的复杂多相体系,暗示极端环境下可能仍存在活跃的化学过程。研究团队通过橄榄石溶解实验发现冻融循环对火星橄榄石风化有显著影响:冻融比冰冻更快释放元素,虽然整体速率低于常温条件。研究结果表明冻融风化可能是火星寒冷气候区广泛分布的二氧化硅和硫酸盐沉积物的重要形成机制之一。此外,冻融风化产物显著的持水能力表明,这一过程可将大量的水封存在火星地壳中的次生矿物。这与前人将地壳矿物视为火星主要"水汇"的模型相吻合,表明冻融风化在驱动火星全球干旱化过程有重要作用。

刘晶助理教授分享报告

来自中国科学院广州地球化学研究所的博士后卢文华首先介绍了地球内部水的存在形式及其重要作用,并由氢同位素证据说明了地球深部水的早期来源。因此,地球早期岩浆洋的结晶过程对地幔中水的分布影响深远,亟需测量地幔主要矿物布里奇曼石和熔体之间的水分配系数。然而由于实验和分析技术的难题,过去研究仅局限于布里奇曼石的水溶解度研究。通过自研的激光加热温度成像的超高压实验系统以及研究团队合作开发的系列纳米尺度的水表征方法,研究发现温度越高,布里奇曼石亲水能力越强,表明海量水可通过岩浆洋结晶留存在深下地幔,并持续调控着地幔后续的演化,可能驱动了地球宜居性演化。鲜海洋研究员表示本研究是由技术突破带来的新认识。

卢文华博士后分享报告

报告人和线上观众积极互动

此次报告会,线上观众与报告人积极互动,报告人对观众的问题进行了详细解答,关于矿物多尺度过程:从表面反应到深部循环方向的最新学术进展进行了广泛交流。