中科院地球化学研究所地球内部物质高温高压实验室介绍

　　中国科学院地球化学研究所地球内部物质高温高压实验室(Laboratory for High Temperature & High Pressure Study of the Earth's Interior)是在原地球深部物质实验室的基础上与原地质流体研究部合并而成立的。地球深部物质与流体作用地球化学研究，即是以野外地质调查、高温高压实验技术、理论计算以及各种现代分析测试技术为主要研究手段，探索在一定温度、压力及氧逸度等物理化学环境下地球内部物质（矿物、岩石及地质流体）的组成、结构、性状及相互作用过程和演化规律，最终为人类寻找矿产资源、预防地质灾害等提供科学依据。主要研究内容包括：（1）深部物质的组成、结构与性状；（2）深部物质间的相互作用；（3）高温高压设备研制与实验技术开发。

　　地球深部物质实验室成立于20世纪70年代中期，其主要任务是以高温高压实验技术为主要研究手段，通过模拟地球内部的温度、压力及氧逸度等物理化学环境，探索地球内部物质的性质、状态、运动和演化规律。上世纪70-80年代，该实验室主要从事高压矿物合成及产物的矿物物理学研究，球粒陨石的高压熔融及其在地球早期层圈结构的形成和演化中的作用研究，发现了不少新现象和新规律。由该成果整理成的“地球深部物质研究”获1989年中国科学院自然科学二等奖。20世纪90年代以来，该实验室进入了崭新的发展阶段。依托于高压设备温压控制系统的全自动化以及高温高压下氧逸度控制技术的发明，该实验室模拟地球内部物理化学环境的能力大为提高；通过高温高压下物质的电学、超声及热学性质就位测量系统的建立，使得该实验室对地球内部物质的性质、状态及过程的就位监测成为现实，尤其在如下方面取得了突出的研究成果：（1）超高温（达2200℃）超高压（23GPa）氧逸度受控（IW或Mo-MoO2缓冲）条件下橄榄石、辉石成分系列的电子—空穴电导率、氧离子电导率及热电系数的就位测量以及高温高压下滑石、蛇纹石、石膏及饱和水榴辉岩等的电导率就位测量；（2）高温同时高压下榴辉岩、橄榄岩、金伯利岩、碱性玄武岩、粗面玄武岩、安山岩、花岗岩、石英、冰洲石、水白玻璃等的超声测量；（3）高压下冰相转变的电导、超声及差热综合测量；（4）高温高压下水及水溶液物理化学性质的电化学就位测量。其中，发现了下地幔条件下硅酸盐钙钛矿(Mg, Fe)SiO3显著的氧离子导电特性，玄武岩相变和熔融前的声软化效应以及冰VI、冰VII的电导、超声及差热信号的熔融前效应。目前，氧逸度控制技术及超高温超高压氧逸度受控条件下地球物质电学性质的就位测量研究已居国际领先水平，高温高压下地球物质的超声测量已达国际水平。上述研究已部分总结成“静态超高压大腔体实验技术”、“地球深部物质的实验研究”等成果获中科院自然科学二等奖两项、三等奖一项，国家科委科技进步三等奖一项及贵州省科技进步一等奖、三等奖各一项。

　　地质流体研究部是刘丛强研究员回国后，以其作为首席科学家的国家攀登计划预选项目、国家杰出青年基金项目为基础而成立的，主要研究领域是地质流体作用的微量元素地球化学和地质流体的成岩成矿效应。其科研骨干主要由刘丛强研究员指导下的博士后、博士生及硕士生组成。通过研究部全体成员的协同合作，圆满完成了国家杰出青年基金项目和国家攀登计划预选项目中所承担的研究任务，并已建成国内先进的高标准的超净实验室，为超痕量元素和同位素的精细研究提供了保障。

　　地球内部物质高温高压实验室十分注重人才培养和对外合作交流。目前，已有近一半的年青人获得出国工作和学习的机会，已与物理学、化学、材料学及地学领域的二十多家国内外知名研究单位建立了定期的往来合作关系和其它形式的合作交流。该研究室也非常注重研究队伍的自身建设。目前，既有从事矿物、岩石、地球化学及地球物理的专门人才，又有专门的物理学、微电子学、机械及软件编程人才。研究集体年青、敬业，勇于创新，有很强的团结合作精神。在学科建设方面，该研究室从来注重多学科、不同专业的交叉合作，积极鼓励实验室成员瞄准国际前缘，抓住新的学科生长点，开辟新的研究方向和新的研究领域。在运行机制上，实行竞争上岗，定期考核，优胜劣汰的管理模式。

　　总之，地球内部物质高温高压实验室目前已拥有具国际水平的硬件设备，专业搭配合理的年青研究队伍和科学的管理模式，具备宽松开放的学术环境和近三十年的工作积累。可以预料，该研究室将会成为我国地学界一支具有国际竞争实力的研究队伍。