近期，金沙威尼斯欢乐娱人城广州能源研究所能源战略与低碳发展研究室蔡国田研究员团队在海上风电物质流和技术经济评估研究方面取得系列进展。科研团队通过建立高时空分辨率的技术经济和物质流评估模型，充分讨论了海上风电制氢等消纳路径的经济性和技术潜力，揭示了中国海上风电扩张过程中对关键材料（如铜、永磁体）的需求量与新型海上废弃物产生量的变化过程。近期，金沙威尼斯欢乐娱人城广州能源研究所能源战略与低碳发展研究室蔡国田研究员团队在海上风电物质流和技术经济评估研究方面取得系列进展。科研团队通过建立高时空分辨率的技术经济和物质流评估模型，充分讨论了海上风电制氢等消纳路径的经济性和技术潜力，揭示了中国海上风电扩张过程中对关键材料（如铜、永磁体）的需求量与新型海上废弃物产生量的变化过程。研究建立了考虑技术经济参数演变和海底三维地形的高分辨率（0.25经度* 0.25纬度）技术经济评估模型，揭示了2025-2050年中国海上风电制氢的成本演变过程与深水海上风电场的最优布局方案。研究指出，中国海上氢的平准化成本将从2025年的50.28 CNY/kgH2下降至2050年的26.60 CNY/kgH2，2050年海上风电制氢的总潜力为434-493Mt，其中漂浮式风电制氢占54%。多种技术情景下的分析结果表明，中国海上风电制氢将于2030年在局部地区（福建省、辽宁省等）内与陆地可再生能源制氢相比具有成本竞争力，并在2050年具备广泛的经济可行性。研究表明汇集输电的方式可以有效减少用海面积，使投资成本最多可下降65%，其中海底地形是深水风电场并网不可忽略的因素。图1. 中国海上风电制氢的成本演化过程图2. 粤东深水区风电并网的空间布局优化方案除此之外，研究提出了空间化、存量驱动中国海上风电高分辨率（1km*1km）物质流分析方法，建立了结合动态物质流和生命周期评价的清洁能源转型关键材料流动模型，揭示了中国海上风电发展和广东省清洁能源转型过程的物质-能量-排放关系。研究指出，到2060年中国海上风电的原材料累计需求为96-140 Mt，废弃物产生量为6.5-48 Mt，净能源回报为2.9-12 PWh，可减少温室排放2.9-9.7 Gt。研究表明中国海上风电对铜和永磁材料的累计需求分别为3.8-5.2 Mt和55-140 kt，关键材料的稳定供应与报废叶片的回收是实现海上风电进一步发展的前提。图3. 中国海上风电物质流分析结果研究还指出，广东省的清洁能源转型使总材料的存量从1980年的2.9 Mt增加到2018年的45.6 Mt，并将于2050年达到95.7 Mt。清洁能源转型过程中风电和核能的大规模扩张会导致水泥和钢铁的用量急剧增加，全生命周期的总碳排放将逐渐下降，但能源基础设施的隐含碳排放会增加至6.06 Mt/yr。图4. 广东省清洁能源转型的隐含碳排放量和总排放量以上研究成果提出了高时空分辨率的海上风电评估模型，明确了海上风电扩张过程中材料-能源-排放关系与海上风电制氢技术经济潜力，为海上能源综合利用提供了新思路与理论依据。研究得到国家重点研发计划、金沙威尼斯欢乐娱人城洁净能源创新研究院合作基金资助项目、金沙威尼斯欢乐娱人城战略性先导科技专项等项目资助。相关研究成果相继发表于Renewable and SustainableEnergy Reviews (Spatial and temporal evolution of cost-competitive offshore hydrogen in China: A techno-economic analysis, http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2024.114780, 第一作者博士生周洲，通讯作者蔡国田), 《自然资源学报》（《海上深水区风电场并网的空间布局优化——以粤东地区为例》，http://dx.doi.org/10.31497/zrzyxb.20220406，第一作者硕士毕业生高丽萍，通讯作者蔡国田），Resources, Conservation and Recycling (Spatiotemporally explicit pathway and material-energy-emission nexus of offshore wind energy development in China up to the year 2060, http://dx.doi.org/10.1016/j.resconrec.2022.106349; Modeling waste generation and end-of-life management of wind power development in Guangdong,China until 2050,http://dx.doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.105533;第一作者博士毕业生陈毓暑，通讯作者蔡国田),Journal of Cleaner Production (The material implications and embodied emissions of clean power transition in Guangdong,China from 1978 to 2050,http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.138512,第一作者博士生白如雪，通讯作者蔡国田) 等期刊。
近日，金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室（LMB）海洋浮游生物生态学研究团队牵头在人类活动引起的营养物质输入背景下近海生态系统长期变化及稳态转换研究方面取得新进展。相关成果以“Regime shift in a coastal pelagic ecosystem with increasing human-induced nutrient inputs over decades”为标题发表在《Water Research》上。副研究员周林滨与高级工程师杨熙为共同第一作者，研究员谭烨辉与研究员李开枝为共同通讯作者。人类大量使用化肥与化石燃料以获得食物和能源，排放大量的活性氮至自然生态系统中。长期持续的营养输入导致近海等水体富营养化，生态系统功能也随之变化调整。长期不断增强的营养输入可能迫使生态系统结构与功能变化到达临界点，从而出现剧烈持续的改变，造成生态系统稳态转换。生态系统是一个错综复杂、相互关联的系统，由大量动态相互作用的生物和非生物成分组成。描述生态系统功能与状态的变化，判断生态系统变化临界点及稳态转换是一项具有挑战性的工作。为探究人类活动引起营养物质输入背景下近海生态系统长期变化及其临界点，研究团队整理分析了大亚湾1991-2018年无机营养盐和浮游生物丰度数据。为阐释浮游生态系统功能变化，该研究引入粒径谱方法，根据浮游生物丰度数据构建简化粒径谱表征浮游生态系统功能。研究结果显示，随着海水溶解无机氮浓度升高，浮游食物网整体能量传递效率持续降低，在2006-2007年左右浮游生态系统变化达到临界点，营养盐组成与结构、浮游生态系统功能等出现明显变化，很可能发生了稳态转换。这提示大亚湾渔业资源生产、氧化亚氮温室气体排放等过程都可能发生了显著的改变，需要进一步研究关注。本研究为浮游食物网能量传递效率随营养水平增加不断下降的观点提供了有力的观测证据。明确判断大亚湾浮游生态系统长期变化临界点，并提出浮游生态系统已发生稳态转换的观点，可为海湾生态系统管理、生态环境保护与修复提供参考。我国生态环境监测工作积累了大量长期的有关湖泊、河流、近海等水域的理化与浮游生物调查数据，该研究可为基于这些历史调查数据分析水生生态系统长期变化及其临界点与稳态转换判断，提供方法和案例参考。图1 过去几十年间人类活动引起大亚湾溶解无机氮浓度不断升高，营养盐结构与浮游生态系统功能出现明显变化，2006-2007生态系统变化达到临界点，生态系统稳态转换。这对该区域渔业资源生产、氧化亚氮排放和生态系统管理产生潜在重要影响本研究得到了国家重点基础研究发展计划（973计划）项目、南海海洋所自主部署项目等资助。相关论文信息：Linbin Zhou,Xi Yang,Kaizhi Li,Chenhui Xiang,Yunchao Wu,Xiaoping Huang,Liangmin Huang,& Yehui Tan. Regime shift in a coastal pelagic ecosystem with increasing human-induced nutrient inputs over decades. Water Research,2024,122147.论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122147
近期，金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室徐敏研究员团队和林间院士团队，联合香港中文大学教授杨宏峰以及中山大学工程师曾信等，在北印度洋莫克兰俯冲带的地壳结构及其地震构造意义的研究上取得了重要进展。相关研究成果发表于国际知名地学期刊《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）。于传海助理研究员为第一作者，徐敏研究员和林间院士为通讯作者。北印度洋莫克兰俯冲带是全球超低角度俯冲、巨厚沉积覆盖、超宽增生楔的俯冲带端元代表，其巴基斯坦海域区段构造特征复杂、大震活动频繁，且毗邻“中巴经济走廊”终点站—瓜达尔港，对“21世纪海上丝绸之路”的建设具有重要意义。然而，由于该地区海上探测数据有限，其巨厚沉积物的压实固结状态、俯冲板片形态和壳幔结构一直未得到清晰解答。鉴于其厚达数千米的沉积物输入和低角度俯冲特性，该区域被认为容易发生大型逆冲地震。2018年，林间院士领导实施的中国-巴基斯坦首次北印度洋联合考察航次，采集了包括海底地震仪（OBS）、重力测量、多道地震、多波束地形等一系列丰富数据。基于此次巴基斯坦近海进行的主动源OBS实验，研究团队获得了莫克兰俯冲板片的高分辨率地壳速度模型，并结合重力数据等进一步揭示了测线的密度和孔隙度结构特征。研究结果表明，俯冲板片沉积层厚度可达8.5千米，在4-5千米深度处沉积物孔隙度梯度发生明显变化，这表明了压实和固结的关键深度。火成岩地壳厚度约6-12千米，俯冲倾角约为2°，小默里脊两侧地壳展现出不同的构造来源或经历了不同的构造演化过程，可能代表古洋-洋边界的残留，并伴随着低密度底侵作用。此外，研究发现莫克兰俯冲带的非典型地壳结构可能与岩浆活动和俯冲板块水合作用有关。俯冲的沉积物已充分压实固结，而俯冲的上地壳具有高含水量，这些特征可能显著影响莫克兰俯冲带的地震破裂机制。这项成果揭示了莫克兰俯冲带的沉积固结状态、板片地壳结构框架和地震发育特征，有助于更深入理解莫克兰区域的地质构造格局，并为进一步评估其地震海啸风险提供了重要参考。对于“一带一路”倡议、“中巴经济走廊”项目的海洋灾害预防和全球低角度俯冲带地震机理研究方面具有重要的科学价值和实际意义。本研究得到了国家自然科学基金项目、广东省基础与应用基础研究基金项目和金沙威尼斯欢乐娱人城基金项目等共同资助完成。文章信息：Yu,C.,Xu,M.,Lin,J.,Yang,H.,Zhao,X.,Zeng,X.,He,E.,Zhang,F.,Sun,Z. (2024). Atypical crustal structure of the Makran subduction zone and seismotectonic implications. Earth and Planetary Science Letters. 643: 118896.原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X24003297图1 莫克兰俯冲带构造简图及OBS测线位置（红色线条，白点为OBS）图2 基于速度模型的莫克兰俯冲带结构、地震活动和含水量示意图
近日，金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室（LMB）黄晖研究员团队在南海造礁石珊瑚的空间分布格局驱动因素及其环境适应机制方面取得新研究进展，相关成果以“Distribution patterns of reef-building corals in the Northwest Pacific and their environmental drivers”和“Local adaptation of trophic strategy determined the tolerance of coral Galaxea fascicularis to environmental fluctuations”发表在Science of the total Environment上。LMB助理研究员黄林韬、俞晓磊分别为论文的第一作者，研究员黄晖为通讯作者。珊瑚礁具有重要的生态系统服务功能与极高的生物多样性。近年来，全球珊瑚礁因为海水温度异常、海洋酸化和人类活动等因素而出现严重退化。造礁石珊瑚作为珊瑚礁的框架生物，对珊瑚礁的形成与维持具有重要作用。南海的造礁石珊瑚资源丰富，其物种数量接近被称为生物多样性热点区域的“珊瑚三角区”。然而受限于对南海造礁石珊瑚生物地理分布的系统认识，其物种的空间分布格局及其驱动因素仍然不明确。此外，南海造礁石珊瑚分布广泛，从福建沿岸到南沙群岛都有造礁石珊瑚的分布，其中广布种的分布纬度跨度甚至可超过15°，对于物种跨纬度梯度分布的适应性机制也有待进一步的研究。研究通过对历史数据进行汇编，收集南海珊瑚物种的存在/缺失数据并完善了南海珊瑚物种分布数据库。随后集合形成西北太平洋海域15个生态区的造礁石珊瑚分布数据集，基于此研究南海及其邻近海域造礁石珊瑚物种多样性和分布模式，并探讨其主要的环境驱动因素。南海造礁石珊瑚分布数据汇编结果表明，南海离岸岛礁生态区共分布有536种造礁石珊瑚，进一步明确了南海具有极高的造礁石珊瑚物种多样性。随后的分析结果表明西北太平洋的造礁石珊瑚物种丰富度呈现明显的纬度多样性梯度格局。珊瑚群落β多样性分解的结果表明，β多样性嵌套组分主要出现在低纬度和高纬度珊瑚礁区之间，而相同纬度之间群落的β多样性主要以周转组分为主，其中高纬度地区的周转组分更为显著。进一步结合环境因子发现，珊瑚α多样性和β多样性模式都受到环境过滤效应的影响。其中，温度（尤其是冬季温度）以及光照强度对物种丰富度和β多样性格局都有显著影响，表明低温和光限制是珊瑚群落沿纬度梯度分布的主要环境过滤器。而高纬度地区温度和浊度的差异是造成群落间周转组分形成的主要原因。上述发现明确了南海造礁石珊瑚的物种资源状况，阐明了南海及其邻近海域不同生态区造礁石珊瑚的分布格局及其驱动因素，并指出环境过滤效应在珊瑚分布格局形成中的重要作用。图1： 南海及其邻近海域造礁石珊瑚分布格局南海跨纬度的环境梯度背景下，探究珊瑚如何适应差异环境而生存，是了解南海珊瑚现有分布并预测其在气候变化下未来命运的基础。前期室内模拟实验发现南海广布物种丛生盔形珊瑚能够通过独特的生理权衡机制适应光照梯度差异（Yu et al,Coral Reefs,2023）。在此基础上进一步对其开展了跨区域（南沙→三亚，跨10纬度）的原位移植实验，从营养生态学角度揭示了其对环境差异的适应策略。结果表明，不同纬度来源的丛生盔形珊瑚对较高纬度低温和弱光环境具有不同的适应策略。在适应三亚鹿回头湾环境季节波动过程中，相比于来自南沙的丛生盔形珊瑚，三亚本地丛生盔形珊瑚的生理耐受性更强。从营养物质组成角度，揭示了三亚本地丛生盔形珊瑚能够通过调节脂肪酸结构（降低饱和脂肪酸占比，提高多不饱和脂肪酸占比）以适应环境季节波动的营养策略。而摄食能力较差导致脂类储存不足，及其对于关键功能脂肪酸合成途径的受阻，是南沙来源丛生盔形珊瑚无法适应三亚鹿回头湾环境季节波动的主要原因。因此，研究认为丛生盔形珊瑚对环境变化的耐受性取决于其本地适应的营养策略。此外，研究结果强调了热带典型造礁石珊瑚在短时间内可能无法轻易实现相对高纬度区域珊瑚对季节性环境波动的快速适应，从而对全球变化背景下造礁石珊瑚“北移”的避难所理论提出质疑。图2： 南海丛生盔形珊瑚环境适应的营养策略上述研究通过解析南海造礁石珊瑚的空间分布格局驱动因素及其环境适应机制，为南海造礁石珊瑚物种资源的保护提供了重要的科学依据。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金项目、广东省科技规划项目、广州市科技规划项目的资助。相关论文信息：1. Huang L, Jiang L, Zhang Y, Yuan T, Sun Y, Liu C, Lei X, Yuan X, Lian J, Liu S, Huang H (2024) Distribution patterns of reef-building corals in the Northwest Pacific and their environmental drivers. Science of The Total Environment 946:1744292. Yu X, Liu C, Jiang L, Huang L, Luo Y, Zhang P, Zhang Y, Liu S, Huang H (2024) Local adaptation of trophic strategy determined the tolerance of coral Galaxea fascicularis to environmental fluctuations. Science of The Total Environment 943:1736943. Yu X, Jiang L, Luo Y, Liu C, Zhang Y, Huang L, Zhang P, Yuan X, Huang H (2023) Role of feeding and physiological trade-offs in sustaining resilience of the coral Galaxea fascicularis to light limitation. Coral Reefs, 2023, 42(6):1297-1312.论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.174429https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.173694https://doi.org/10.1007/s00338-023-02434-z
近日，金沙威尼斯欢乐娱人城广州能源研究所生物质催化转化研究室在双催化剂体系的宏观空间排布优化理论研究方面取得新进展。相关研究成果以Theoretical optimization of bed packing arrangement in cascade Dual-Catalyst system with side reactions为题，发表于化学工程领域期刊Chemical Engineering Science（论文全文链接：https://doi.org/10.1016/j.ces.2024.120500）。近日，金沙威尼斯欢乐娱人城广州能源研究所生物质催化转化研究室在双催化剂体系的宏观空间排布优化理论研究方面取得新进展。相关研究成果以Theoretical optimization of bed packing arrangement in cascade Dual-Catalyst system with side reactions为题，发表于化学工程领域期刊Chemical Engineering Science（论文全文链接：https://doi.org/10.1016/j.ces.2024.120500）。作为能源领域的研究热点之一，双催化剂体系的引入为温室气体的捕集转化提供了新的路径，也为可再生能源燃料及化学品合成提供了全新思路。同时，双催化剂体系凭借其非均相的特点，可用于固定床等连续流反应器中，在相关领域具有较大的工业应用潜力，因此被广泛应用于石油化工、生物质转化、合成气转化及其它能源化工领域中，尤其在一氧化碳/二氧化碳加氢生成甲醇/烯烃/芳烃等高值产品方面受到广泛关注。然而以往采用双催化剂体系的相关研究往往聚焦于微观上催化剂结构设计或宏观上反应条件的优化，略过了介于两者之间的反应器尺度上物理化学过程存在的空间异质性（图1）。因此，在反应器尺度上，双催化剂的空间排布优化问题仍缺乏系统的理论指导。该问题直观反映在相关研究中，两种催化剂在反应器内往往局限于简单的双层排布或随机混合装填，缺乏对其它双催化剂排布方式的深入探究，极大削弱了双催化剂体系的反应潜力，同时局限了双催化剂体系的进一步工业化应用。图1. 双催化剂体系中存在的空间排布问题基于此现状，该研究构建了结合遗传算法及机器学习方法的排布优化理论模型，实现了不同反应参数组合下双催化剂的快速排布优化。研究进一步构建了催化剂替换差（DS）作为双催化剂体系的新型描述符，量化了不同空间位置上采用对应催化剂种类的必要程度（图2）。相关模型及描述符为进一步的研究提供了理论工具。采用上述理论工具的进一步研究发现，两种催化剂的副反应分别具有不同的作用。在底物-中间产物-目标产物的理想模型中，当副反应仅发生在S0（底物-中间产物对应催化剂）而不发生在S1（中间产物-目标产物对应催化剂）上时，对应的最优排布呈现S0-S1-S0高分散结构，符合传统的“越近越好”理论；而逐步引入S1上的副反应时，这种规律结构将逐渐瓦解，同时最优床层长度区间迅速缩小，对总反应时间的控制提出了更高的要求。此外，对于非规律排列，探索了基于替换差分析的简化排列方式，同时最大程度保留了优化效果。图2. 催化剂替换差的计算方式在此基础上，该研究搭建了完整的双催化剂体系空间排布优化及简化策略框架（图3），填补了双催化剂在反应器尺度的空间排布优化理论方面的空白。其核心包括：（1）划分优化排列及简单双层排列的适用区间，用于确定是否需要采用优化排列；（2）需要采用优化排列时，通过替换差特征判断是否符合S0-S1-S0规律结构；（3）无规律结构时，采用基于替换差值的简化方法。图3.双催化剂体系空间排布优化及简化策略框架上述工作得到国家自然科学基金项目等的资助。
近日，金沙威尼斯欢乐娱人城广州生物医药与健康研究院刘兴国团队与中山大学眼科中心张清炯团队在Science China Life Sciences（《中国科学》（英文版））发表了题为“间充质干细胞介导的线粒体转移在Leber遗传性视神经病变神经祖细胞中恢复线粒体DNA和功能”（ MSC-Mediated Mitochondrial Transfer Restores Mitochondrial DNA and Function in Neural Progenitor Cells of Leber's Hereditary Optic Neuropathy）的文章。近日，金沙威尼斯欢乐娱人城广州生物医药与健康研究院刘兴国团队与中山大学眼科中心张清炯团队在Science China Life Sciences（《中国科学》（英文版））发表了题为“间充质干细胞介导的线粒体转移在Leber遗传性视神经病变神经祖细胞中恢复线粒体DNA和功能”（ MSC-Mediated Mitochondrial Transfer Restores Mitochondrial DNA and Function in Neural Progenitor Cells of Leber's Hereditary Optic Neuropathy）的文章。该研究表明，间充质干细胞可以恢复Leber遗传性视神经病变（LHON）患者神经祖细胞中的线粒体功能和DNA。这一发现为治疗线粒体疾病带来了新的策略。LHON是一种遗传性视神经疾病，主要由于线粒体DNA突变导致呼吸链功能受损，进而引发视力丧失甚至失明。这种疾病通常在青年时期发病，患者可能会突然经历视力急剧下降，常伴随视野中心的模糊或暗点。LHON主要通过母系线粒体DNA遗传，这意味着病变基因由母亲传递给子女，且男女均可受影响。研究团队将LHON患者的尿细胞重编程为诱导多能干细胞（iPSCs），并进一步分化为神经祖细胞。通过与间充质干细胞共培养，研究观察到线粒体功能显著改善，正常线粒体DNA的比例增加。机制研究发现间充质干细胞介导的线粒体转移可以有效恢复LHON患者神经祖细胞中的线粒体DNA并改善线粒体功能。这些结果表明，间充质干细胞可以将功能性线粒体转移到神经祖细胞中，从而恢复其功能。这一发现不仅揭示了LHON的潜在治疗策略，也为未来研究提供了新的方向。这一治疗方法为遗传性线粒体疾病带来了新的治疗希望，可能帮助改善患者的生活质量，并减少遗传性视力损伤的发病率。通过进一步研究和临床试验，干细胞疗法有望成为治疗LHON及其他类似线粒体疾病的重要手段。论文链接图 LHON神经元电生理评估显示改善：膜片钳记录显示，典型表现为钠电流和钾电流受损的LHON神经元在与间充质干细胞共培养后，电生理功能得到恢复。
大地幔楔是指地幔过渡带中滞留俯冲板片与上覆板块之间所夹持的广阔地幔区域，是近些年新识别出的独特深部地质构造。统计发现环太平洋50%以上的板块俯冲形成了大地幔楔，板片滞留范围从300到1700km不等。东亚大地幔楔在全球范围内规模最为宏大，研究程度最高，然而，其物质循环机制和玄武岩成因一直存在争议。早先研究揭示中国东部新生代玄武岩由低硅和高硅两个端元混合而成，其中低硅端元起源于碳酸盐化的榴辉岩和橄榄岩混合地幔，高硅端元起源于石榴石辉石岩地幔。放射成因同位素和稳定同位素都指示低硅端元与滞留太平洋板块的脱碳密切相关，但是关于高硅端元的来源存在激烈争论，包括地幔过渡带和岩石圈地幔两种不同的观点。针对上述问题，金沙威尼斯欢乐娱人城广州地球化学研究所的韦振博士在李洪颜研究员等人的指导下，对山东无棣大山霞石岩开展了橄榄石斑晶熔体包裹体研究，发现熔体包裹体在记录源区组成和熔融机制方面比全岩具有明显的优势。研究发现无棣大山霞石岩橄榄石斑晶中存在两组明显不同的熔体包裹体。Group1以高CaO/Al2O3，低Na2O/TiO2、Ba/Nb和Sr/Nd比值为特征，类似于寄主霞石岩，其源区为碳酸盐化的榴辉岩和橄榄岩混合地幔。Group2具有低CaO/Al2O3，高Na2O/TiO2、Ba/Nb和Sr/Nd比值，这些地球化学特征无法用Group1熔体经历分离结晶或者捕获早期结晶矿物来解释。它们的低CaO/Al2O3和高Na2O/TiO2特征指示其源区（辉石岩/橄榄岩）经历了低压（<2.5 GPa）小比例部分熔融，高Ba/Nb和Sr/Nd比值特征与该区域高硅玄武岩特征类似，指示源区为岩石圈地幔中古老的辉石岩。这些数据说明深部来源的霞石岩熔体经历了与岩石圈地幔中辉石岩的熔-岩反应。升温、减压和挥发份加入是地幔熔融形成玄武岩的主要机制。实验岩石学揭示虽然辉石岩具有比橄榄岩更低的熔点，但在远离俯冲带和地幔柱背景下，它们也难以熔融形成碱性玄武岩。本研究提出山东地区新生代玄武岩的成因新机制：地幔过渡带滞留板片释放碳酸质熔体/流体到上地幔，较低的密度导致其快速上升，在150km以浅的深度助熔橄榄岩熔融形成霞石岩熔体，进一步上升穿越岩石圈地幔过程中，热传导和流体渗入诱发辉石岩熔融，深部来源的霞石岩熔体与浅部辉石岩小比例熔融产物混合形成该区域的玄武岩系列（包括霞石岩、碧玄岩、碱性玄武岩和拉斑玄武岩），部分低CaO/Al2O3的霞石岩记录了深源熔体与岩石圈地幔中辉石岩的反应过程。该研究对于理解滞留板片与大地幔楔的相互作用机制、大地幔楔的物质组成和玄武岩成因、以及挥发份循环过程与机制具有重要启示意义。研究结果近期发表在国际地球科学领域期刊《Geophysical Research Letters》上，该研究受到国家重点研发计划项目资助。 论文信息：Wei, Z.（韦振）, Li, H.Y.*（李洪颜）, Ma, L.（马亮）, Hou, Y.S.（侯永胜），Wang, Y.（王煜），Xu, Y.G.（徐义刚）（2024）. Geochemistry of olivine melt inclusion reveals interactions between deeply derived carbonated melts from the Big Mantle Wedge and pyroxenite in the lithospheric mantle beneath eastern Asia. Geophysical Research Letters, 51, e2024GL108234.论文链接：https://doi.org/10.1029/2024GL108234 相关论文：Li, H. Y., Xu, Y.G., Ryan, J.G., Huang, X.L., Ren, Z.Y., Guo, H. and Ning, Z.G., 2016. Olivine and melt inclusion chemical constraints on the source of intracontinental basalts from the eastern North China Craton: Discrimination of contributions from the subducted Pacific slab. Geochimica et Cosmochimica Acta 178: 1–19.Xu, Y.G., Li H.Y., Hong, L.B., Ma, L., Ma, Q. and Sun, M.D, 2018. Generation of Cenozoic intraplate basalts in the big mantle wedge under eastern Asia. Science China Earth Sciences 61 (7), 869–886.图1 无棣大山霞石岩橄榄石熔体包裹体主量和微量元素与区域新生代玄武岩及高压熔融实验数据对比图2东亚大地幔楔玄武岩成因模型。（A）东亚下方地幔过渡带滞留板片释放的碳酸质熔体/流体交代上地幔；（B）碳酸岩化的橄榄岩部分熔融产生霞石岩，上升过程中与岩石圈地幔发生反应，热传导和流体渗入导致辉石岩发生低程度的部分熔融，产生低CaO/Al2O3比值，高Na2O/TiO2、Ba/Nb和Sr/Nd比值的熔体。
页岩油作为非常规油气资源的重要类型，在全球化石能源格局中占据重要地位，受到了广泛关注。随着页岩油勘探开发的不断深入，其在烃源岩中的赋存与排烃机理逐渐成为研究的重点。受制于工业技术，目前还无法实现干酪根溶胀吸附态页岩油的开采。因此厘清页岩油溶胀吸附赋存机理对页岩油勘探开发具有重要意义。近年来，金沙威尼斯欢乐娱人城广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室建立了溶胀-X射线衍射（XRD）技术联用方法，初步探索了干酪根及固体沥青赋存液态有机质的结构单元，建立了首个液态有机质赋存模型（Liang et al.,2021;Liang et al.,2022）。但缺少系统的研究规律总结，对杂原子在溶胀吸附过程中的影响研究也没有展开。为解决上述问题，金沙威尼斯欢乐娱人城广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室博士后梁天在彭平安院士、邹艳荣研究员的指导下，通过溶胀实验-XRD联用方法对煤、干酪根及固体沥青等多种类型的样品开展研究，探索了固体有机质化学结构与液态有机质滞留能力的相关关系，分析了以乙酸为代表的杂原子化合物在固-液有机相互作用中的赋存单元及结构改造能力。图1. 脂链评价参数（LA）与烃类滞留总量（SP）相关关系研究发现，与前期已有认识不同，液态烃滞留能力与固体的脂链长度及数量均相关，且过长的脂链不适合液态有机质的赋存，仅当脂链长度与数量所构成的参数LA在一定范围内时，固体有机质度液态烃的赋存能力（SP）达到最高（图1）。图2. 固体有机质结构堆叠参数与乙酸总量间的相关关系研究发现随着乙酸含量的逐渐增加，三类固体有机质的γ带间距均呈现明显的下降趋势。说明杂原子化合物与烃类化合物相同，均赋存于固体有机质无定形碳堆叠的部分。值得注意的是，干酪根组（图2 d）的002带间距同样出现了明显的下降，这说明干酪根与煤及固体沥青的化学结构堆叠可能存在一定程度差别，并且更容易受到杂原子化合物影响。图3. 固体有机质定量溶胀吸附实验结果综合本研究溶胀定量结果发现，相比于饱和烃，所有类型的固体有机质都存在明显的芳香烃选择性吸附现象。这说明在排烃过程中，烃源岩更加倾向于排出饱和烃化合物而聚集成藏，芳烃化合物在饱和前则更倾向于富集在烃源岩干酪根结构中（图3）。本研究对不同类型固体有机质开展了系统性溶胀实验，结合XRD系统比较了溶胀过程中固液有机质相互作用过程，也显出溶胀吸附定量研究在烃源岩排烃及页岩油评价研究中具有很好的应用前景。该成果近期发表于国际期刊Organic Geochemistry，得到广东省基础与应用基础研究基金项目的支持。 论文信息：Liang Tian(梁天), Lin Xiaohui(林晓慧), Zou Yanrong(邹艳荣), Zhan Zhaowen(詹兆文), Yu Shuang(于双), Pan Changchun(潘长春), Peng Ping’an(彭平安). Study on the swelling of macromolecular geological organic matter with hydrocarbons and heteroatomic compounds. Organic Geochemistry. 2024, 193, 104809.https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2024.104809
