在玄武岩风化过程中，水环境揭示了富铝赤铁矿的形成和保存机制

近日，中国科学院教授、中国科学院广州地球化学研究所研究员何宏平团队的秦效荣博士、谭伟副研究员等研究暴露了玄武岩风化过程中水环境对富铝赤铁矿的制约机制。《美国矿物学家》发表了相关成果(American Mineralogist)。

火星因其表面分布广泛的红铁矿石等铁氧化物而呈现出独特的红色景观，被称为“红色星球”。红铁矿石的结晶度、粒度和晶体形态将受到降水量、温度等结晶过程中物理化学条件的限制。此外，火星车和路面望远镜的观测数据显示，富铝红铁矿石可能出现在火星表面的某些地区，这将成为破解这个星球古老水文环境的关键线索。然而，我们仍然很少知道特定的水环境，这些环境有利于红铝红铁矿石在玄武岩化学风化过程中的形成和稳定储存。

针对这一问题，研究人员对海南玄武岩化学风化壳中的富铝赤铁矿进行了系统的研究，结合X射线衍射和能见光-近红外反射光谱，发现水动力学条件对铝赤铁矿的形成和储存起到了关键的控制作用。在饱水带环境下，缓慢的水流速度不利于硅元素的流失，促进硅和铝结晶沉淀成粘土矿物，抑制铝进入赤铁矿结构，最终形成贫穷的铝赤铁矿;包气带的快速水流速度促进了硅元素的强烈流失，为铝进入赤铁矿结构创造了有利条件;表土层长期使用水晶

这项研究不仅揭示了玄武岩风化过程中水环境对富铝赤铁矿的形成和保存的制约机制，也为认识火星水环境和古代气候提供了新的视角。基于“地球-火星对比”的研究范式，火星表面可能出现的富铝赤铁矿表明，该星球在早期经历了高流速、短暂的水环境，如毁灭性洪水事件。

这项研究的结果不仅加深了对表生地球化学过程的认识，也为我国后续火星检测任务(如天问三号)的矿物解译提供了科学论证。