近日，我校全球大地构造中心主任蒂姆·柯斯基教授带领的课题组首次报道了保存完好的、俯冲深度接近地幔过渡带410公里、并经由太古宙板块构造碰撞事件折返回地表的太古宙（> 25亿年前）地壳岩石残余物。

该研究发表在国际公认的顶级地球科学综述期刊“地球科学论评”上，由蒂姆·柯斯基教授和王璐研究员引领的国际研究团队，以及来自德国和加拿大的合作者共同发表。该团队在一种称为豆荚状铬铁矿岩的独特岩石类型中发现了多种类型地壳和地幔衍生的矿物包体，而豆荚状铬铁矿岩目前仅在洋壳及古老造山带中保存的洋壳残片中有发现。矿物包体中有 TiO₂ (II)，是常见矿物金红石的超高压相，仅在 7.5 GPa以上（或大约270km的地下深处）稳定存在。其他包裹体包括壳源和幔源的碳酸盐、含水和名义无水硅酸盐、氧化物、贱金属、铂族矿物、以及之前未识别的 OsIrS 相和纯碳石墨聚合物。

该团队还发现并报道了超高压矿物包体的寄主铬铁矿晶体局部保存了其超高压假相陈鸣矿，该晶体仅在 14 GPa（约 410 公里）以上稳定 ，这使得壳源和超高压矿物包裹体记录的意义变得更加重要。这是地球上已知的第一个也是迄今为止唯一已知的从造山带中发现超高压相铬铁矿的例子，其他极其罕见的例子是从陨石中获得或通过实验合成。

示意图显示了增生和威尔逊（超大陆）循环、大气中的氧气、Moneta小行星后期巨大影响以及生命早期暗示包括最早的已知微生物群和RNA催化剂起源之间的关系。遵化豆荚状铬铁矿记录的深俯冲发生在大气中氧气含量开始在太古宙/元古代界限内急剧上升时，即紧接在大氧化事件(GOE)之前。缩写词：GOE-大氧化事件，K-Kenorland超大陆; N-Nuna超大陆; R-Rodinia超大陆; P-Pangea超大陆。

这项成果的意义在于，揭示早期地球表面存在维持宜居行星所需的主要元素碳-氢-氧-氮-硫-磷（CHONSP）的足迹，是通过板块构造俯冲和再循环到达深部地幔，并通过壳-幔相互作用返回地表。这些发现表明，至少自晚太古宙以来，板块构造和俯冲已调控了壳-幔相互作用和地球上维持生命的深层 CHONSP循环，这与展示晚太古宙俯冲相关的 C-O-H 循环导致地幔快速氧化的数值模型一致，同时也与太古宙晚期地球大氧化事件启动，冠群真核蓝藻的首次发展相吻合。

文章信息：

Kusky, T.*, Huang, Y., Wang, L.*, Robinson, P., Wirth, R., Polat, A., Hu, Wei, 2022, Vestiges of early Earth’s deep subduction and CHONSP cycle recorded in Archean ophiolitic podiform chromitites, Earth Science Reviews, https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2022.103968, published on-line Feb. 18, 2022.

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