纳米矿物在地球科学的研究进展

纳米矿物广泛存在于岩石圈、大气圈、水圈和生物圈内,是地球系统的重要组成部分。纳米矿物的微小尺寸使其具有不同于宏观矿物的特殊结构、物理化学性质和地质行为,研究固体地球系统中各类纳米矿物的形成机制、分布特征和转变规律进而从微观角度深入理解地质过程已成为国际地学的研究热点。本文总结了地学常用的纳米矿物研究方法,介绍了纳米矿物参与下的“非传统”矿物生长、微量元素吸附和矿物相变等过程。同时本文结合实例梳理了地球系统不同地质过程中非生物相关纳米矿物的成因机制及其对地质过程的指示意义,包括发生在岩浆、热液或胶体体系中从无到有的结晶过程,先存矿物的溶解-再沉淀过程(水岩反应作用),以及先存岩石或矿物的应变破碎过程(陨石冲击、构造活动、火山活动)等,讨论了纳米矿物与成矿的关系,并对纳米地球科学未来的研究方向提出了展望。