宜居地球的“信使”——蛇纹岩

更新时间：2025-02-05 07:34 浏览量：1

日月其迈，岁律更新。龙腾大地春阳丽，蛇舞神州胜纪新。在2025乙巳蛇年来临之际，科研人员跟大家一起聊聊“蛇”。

葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。这是唐代诗人王翰写下的脍炙人口的《凉州词》。词中的夜光杯是一种用玉琢成的名贵饮酒器皿，原材料为来自祁连山地区的蛇纹岩。

夜光杯

蛇纹岩是主要由蛇纹石、角闪石等含水矿物组成的岩石，它是橄榄岩与水在低温条件下反应所形成的。

地球历史上大洋消失后，陆块拼贴形成的地方被称为缝合带。如我国境内的青藏高原地区、新疆天山地区以及内蒙古的中亚造山带。在陆地上，蛇纹岩主要分布在这些缝合带的蛇绿岩中。

蛇纹岩

蛇纹岩的形成，与地球的不同圈层（如岩石圈、水圈、大气圈、生物圈等），都有直接或者间接的关系。蛇纹岩是地球多圈层相互作用的“信使”，记录了丰富的信息。

蛇纹石化与生命起源

蛇纹石的出现可以指示液态水的存在，而蛇纹石化过程塑造的强还原环境，为氮、磷等生命必需元素的活化和释放创造了条件，同时生成氢气、一氧化碳、甲烷、氨和亚磷酸等生命更易利用的物质，为生命起源奠定基础。

蛇纹石化过程及其相关联的水-岩-气作用可以指示地外环境的宜居性

蛇纹石不仅指示环境的多种宜居要素，而且具有保存过去生命痕迹的潜力，可以作为指示地外宜居环境和潜在生命信号的理想探测目标。

蛇纹岩与碳封存

CO2捕集利用与封存技术（CCUS）是目前应对温室效应可行性最高的方案之一。

蛇纹岩由新鲜的橄榄岩（一种超基性火成岩，具有较高的CO2封存能力）转化而来。转化过程可有效将大气中的 CO 2 永久封存于蚀变产物，达到移除大气中的CO2的目的。

青藏高原班公湖—怒江蛇绿岩带中的蛇纹岩与滑石菱镁岩

理论计算表明，1吨橄榄石完全水解可以吸收0.62吨的CO2气体。

我国境内的青藏高原地区分布有多条蛇绿岩带，出露众多规模巨大的橄榄岩体，是未来开展橄榄岩碳封存研究的理想地区。

蛇纹岩风化与红土型镍矿

蛇纹岩的风化过程与红土型镍矿的形成密切相关。红土型镍矿作为一种风化沉积型矿床，是镍的最主要来源之一。

镍是制造不锈钢、合金钢以及高温合金等金属材料的重要原料，广泛应用于汽车制造、航空航天、建筑等众多工业民生领域。

新喀里多尼亚正在开采的红土型镍矿床

目前，红土型镍矿占全球镍生产和已知陆基镍资源的70%以上，并已成为增长最快的镍产品来源。

蛇纹岩与氢能

橄榄岩蛇纹石化过程伴随有矿物中的二价铁离子被氧化为三价铁离子以及水中的氢离子被还原为氢气。这一发现引发了在蛇纹岩中寻找氢能的研究热潮。

位于阿尔巴尼亚的布尔齐斯蛇绿岩的橄榄岩，发育有世界上最大的蛇绿岩型铬铁矿床。该矿区1992年在距地表620米深处首次发现可燃气体，此后2011年、2017年和2023年分别发生过重大爆炸，至今仍显示出强烈的脱气现象。

阿尔巴尼亚布尔齐斯蛇绿岩以及铬铁矿区

这说明蛇绿岩蛇纹石化过程产生的氢气可以集中储集在裂缝带和圈闭中，具有成为氢气藏的潜力，这为未来在蛇纹岩地体中寻找和勘探开发氢能指明了新的方向。

结语

由于其科学价值与经济价值，蛇纹岩成为近年来众多研究的热门岩石。为此，中国科学院地质与地球物理研究所于2022年前瞻部署了自主研究项目《蛇纹石化过程及其效应》。该项目预期成果可以促进对于蛇纹石化过程的理解，并有望为未来利用蛇纹岩固碳、探测火星生命岩等重大科学问题提供理论支撑。

作者：朱嘉宁林巍刘传周

责任编辑：宋同舟王颖