第九届青年地学论坛

大气中的氧浓度通过地球历史上多次氧化事件从可忽略水平增加到现今水平。有意思的是，这些氧化事件往往伴随着碳同位素的正向漂移和活跃的板块运动，表明板块运动、氧和碳循环之间存在深刻的相互作用关系。这些相互作用不仅涉及地球表面的生物地球化学活动，还涉及连接地表和地球内部的深部过程。在本工作中，我们研究了在地球表生沉积物中提炼出来的针铁矿与有机碳的聚合体的高温高压物理化学性质。研究结果表明，在高温高压环境中，有机碳会与针铁矿发生化学反应。针铁矿被转化为磁铁矿、赤铁矿以及富集¹³C的菱铁矿，而剩余的碳则形成长链碳氢化合物和多环芳烃。这些产物在磁铁矿-赤铁矿的缓冲区中稳定，可能使俯冲板片中的三价铁比例增加约3-5%。在板块俯冲过程中，无机碳和有机碳间发生相互转化。有机碳的俯冲和碳酸盐的上涌将改造地球内部的氧化还原条件，使地幔过渡带成为一个碳化学工厂。一旦具有高¹³C同位素标记的碳酸盐通过火山喷发到达地表，它将减少氧气的消耗并引发大氧化和碳同位素事件。
 

大氧化事件,高温高压实验