俯冲板块是地球表层与深部之间物质循环的关键纽带，尤其对于硫 (S) 和强亲铁元素 (HSE) 等挥发分及金属元素的迁移与再分配具有决定性作用。然而，长期以来关于俯冲带流体如何影响地幔硫化物稳定性、进而控制金属元素的赋存与释放，学术界存在较大争议。主流观点认为，俯冲带流体的加入会让地幔变得更加“氧化”，从而破坏硫化物，导致这些金属被“释放”并流失。这一观点在许多研究中被广泛接受，但一直缺乏定量化的热力学检验：流体的加入究竟是促进还是抑制了金属的释放？

针对上述科学问题，我校科学研究院博士生黄韦隆在王于健副教授和刘金高教授的共同指导下，联合合作者徐勇副教授和龚小晗副教授，对雅鲁藏布江缝合带中段的群让蛇绿岩开展了系统的全岩主微量、矿物化学、HSE含量及Re-Os同位素分析，并结合先进的热力学模拟 (alphaMELTS) 与硫化物饱和溶解度 (SCSS) 模型，定量再现了从洋中脊 (MOR) 到俯冲带 (SSZ) 过程中硫化物与金属元素的迁移行为。研究取得以下重要认识：

洋中脊环境下的金属“储存”方式：二辉橄榄岩形成于MOR环境，经历中等程度的连续减压熔融 (图1)。热力学模拟揭示，在该环境下，HSE在硫化物中稳定赋存，直至熔融程度达到~15%时硫化物才发生“突变式”耗尽，导致HSE急剧亏损 (图2)。

俯冲带里上演的“硫化物保卫战”： 方辉橄榄岩则记录了更复杂的过程：其先经历较低程度的减压熔融，随后受板片沉积物脱水形成的富水流体引发的二阶段含水熔融 (图1)。关键的模拟结果表明，流体的加入并未如传统观点所预期的那样氧化并破坏硫化物；这是由于板片释放的富水流体虽然携带硫酸盐 (SO₃) 会优先与地幔中的Fe²⁺发生氧化还原反应，生成硫化物 (FeS) 和Fe³⁺ (赋存于尖晶石中)。因此，富水流体不仅不能将氧逸度提升到足以氧化硫化物的水平，反而将地幔楔的氧逸度牢牢“锁定”在硫化物能够稳定存在的范围内。相反，H？O的加入和较低温度显著降低了SCSS，从而延迟了硫化物的耗尽，使HSE得以在高度难熔的地幔残余中保持较高含量 (图2)。

研究团队还将全球深海橄榄岩和多个著名蛇绿岩 (Troodos、Shetland、Jormua等) 的HSE数据与模拟结果进行对比，发现它们分别与MOR减压熔融模型和SSZ 含水熔融模型高度吻合 (图3)。这表明本研究提出的机制并非群让蛇绿岩的“地方特色”，而是具有全球普适性的规律。

图1 (a–b) 群让方辉橄榄岩 (红色实线) 和 (c–d) 二辉橄榄岩 (绿色实线) 的CI球粒陨石标准化REE配分模式。(a–b) 蓝色虚线代表经5–10%连续减压熔融后的亏损地幔在T~1250℃、P~5700 bar条件下受板片沉积物脱水形成的富水流体导致的二阶段含水熔融模拟曲线，蓝色数字代表熔融程度；(c–d) 紫色虚线代表同样源区在T~1150℃、P~5700 bar条件下受相同流体影响的隐交代作用模拟曲线，紫色数字代表熔融程度。

图2 群让地幔橄榄岩全岩MgO (wt%) 与HSE/Ir比值投图。黑色虚线代表Tp~1350℃下连续减压熔融曲线；蓝、粉、绿实线代表不同源区 (DMM、经5%和10%减压熔融后的DMM) 在俯冲带受板片沉积物脱水形成的富水流体导致的含水熔融模拟曲线，数字代表熔融程度。

图3 全球蛇绿岩和深海橄榄岩全岩MgO (wt%) 与HSE/Ir比值投图。模拟曲线同图2。带黑色轮廓的符号及误差棒代表各数据总体的中位数和不确定性 (1σ)。

这项研究告诉我们什么？

长期以来，大家习惯性地认为俯冲带流体是金属的“杀手”——它们氧化地幔、破坏硫化物、释放金属。但这项研究通过定量化的热力学模拟和扎实的岩石地球化学数据，从根本上挑战了这一传统观点。在特定的温压条件下，含水流体非但不会破坏硫化物，反而能稳定硫化物、延缓金属释放。这一发现不仅刷新了我们对俯冲带金属循环的认知，也为理解汇聚板块边缘战略金属 (如铂族元素) 的富集机制提供了新的理论框架。

上述研究成果得到国家自然科学基金 (42121002、42573046、42425302、42403012)、国家重点研发计划 (2022YFF0801004)、中国地质大学求真学人(590225001) 和第二次青藏高原综合科学考察研究 (2019QZKK0801) 等项目的资助，并发表在国际权威地学期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》上：Huang, W. (黄韦隆), Wang, Y*. (王于健), Xu, Y. (徐勇), Gong, X. (龚小晗), & Liu, J*. (刘金高). (2026). Quantifying slab-fluid effects on sulfide stability and metal retention: Insights from thermodynamic modeling of the Yarlung-Zangbo Ophiolites. Geochimica et Cosmochimica Acta.

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2026.06.024