俯冲带火山活动能够将地球深部的碳输送至大气圈，并已成为深部碳循环机制与规模研究的重要对象。长期以来，国内外学者针对大洋俯冲带开展了大量的火山区温室气体释放通量与成因方面的研究工作。然而，关于大陆岩石圈俯冲过程导致的火山活动与深部碳排放的研究却鲜有报道。青藏高原东南部的腾冲火山区具有大规模的全新世火山喷发活动和强烈的现今水热活动（图1）。火山岩地球化学研究与地震层析成像研究表明，腾冲火山区具有印度大陆岩石圈俯冲的地球动力学背景，使其成为研究大陆俯冲带火山区温室气体释放通量与成因的理想地区。

图1 (a) 腾冲火山区的大地构造格局；(b) 腾冲火山区的新生代火山岩与水热活动分布图；(c) 腾冲热海公园地区的水热活动与土壤微渗漏测点分布图

在上述研究背景下，中科院地质地球所新生代地质与环境研究室火山作用与环境演化学科组的张茂亮博士后与导师郭正府研究员等人合作，在腾冲火山区开展了火山区温室气体释放通量的原位测量、温泉气体与土壤微渗漏气体的地球化学研究工作，并获得如下进展：

（1）利用密闭气室法测量并估算了腾冲热海公园地区的土壤微渗漏CO₂释放通量，约为6.30 × 10⁵ t a^-1。结合前人研究资料，估算得到整个腾冲火山区的土壤与温泉释放的CO₂总通量约为 (4.48-7.05) × 10⁶ t a^-1。这是该研究组继定量计算长白山火山区温室气体释放通量（8.48 × 10⁵ t a^-1）之后的最新研究成果，为全球火山成因CO₂释放总量数据库提供了来自我国大陆俯冲带火山区的基础数据。

（2）He-C同位素混合模型证实了来自印度大陆岩石圈的俯冲物质参与了地幔楔的富集过程，并且富集地幔楔熔体（以残留岩浆的形式存在于腾冲火山区的地壳深部）脱气产生的挥发份主要受到陆壳碳酸盐岩混染的影响（图2）。定量计算结果显示，富集地幔楔组分对腾冲火山区碳排放总量的贡献约为45-85%，而其余的碳则来自受岩浆烘烤的上覆陆壳碳酸盐岩，表明大陆俯冲带的幔源岩浆与地壳碳酸盐岩之间的相互作用是地球深部碳排放的重要机制（图3）。

图2 He-C同位素混合模型揭示大陆岩石圈俯冲导致的地幔楔富集过程与幔源岩浆挥发份的地壳混染过程

图3 腾冲火山区的碳排放模式

以上研究成果近期发表在国际地球科学期刊Journal of Asian Earth Sciences（Zhang et al. Magma-derived CO₂ emissions in the Tengchong volcanic field, SE Tibet: Implications for deep carbon cycle at intra-continent subduction zone. Journal of Asian Earth Sciences, 2016, 127: 76-90）。

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