各有關(guān)單位：

為貫徹落實黨中央、國務(wù)院關(guān)于加強基礎(chǔ)研究的重要戰(zhàn)略部署，進一步強化原始創(chuàng)新，推動學(xué)科交叉，應(yīng)對研究范式變革，國家自然科學(xué)基金委員會(以下簡稱“自然科學(xué)基金委”)地球科學(xué)部擬資助“深下地幔關(guān)鍵物質(zhì)循環(huán)過程及其效應(yīng)”原創(chuàng)探索計劃項目(以下簡稱“原創(chuàng)項目”)。該原創(chuàng)項目旨在通過地球科學(xué)與高壓物理、高壓化學(xué)等多學(xué)科的深度交叉融合，結(jié)合地球超深部研究的最新重大發(fā)現(xiàn)，探索重大地質(zhì)事件中超深部過程控制地球表層演化的機理，為認知地球帶來變革性突破，開創(chuàng)四維地球系統(tǒng)科學(xué)基礎(chǔ)研究的新體系，服務(wù)于國家“深地”發(fā)展戰(zhàn)略以及地球科學(xué)部“三深一系統(tǒng)”總體規(guī)劃。

　　一、 總體科學(xué)目標(biāo)

　　本項目基于深部過程主控地球演化的新理論，研究地球內(nèi)部1800千米以下地幔關(guān)鍵物質(zhì)循環(huán)過程及其效應(yīng)。通過高溫高壓實驗?zāi)M和理論計算，測定超深地幔巖石礦物物理化學(xué)新特性，結(jié)合數(shù)值模擬、地球物理和地球化學(xué)觀測，揭示深下地幔關(guān)鍵物質(zhì)循環(huán)過程對地質(zhì)、地球物理和地球化學(xué)現(xiàn)象的調(diào)控機理，原創(chuàng)性突破地球系統(tǒng)演化的深部動力學(xué)機制等科學(xué)問題，為掌握地球系統(tǒng)的運行機制提供科學(xué)基礎(chǔ)，豐富地球宜居性研究的理論體系，為了解地球系統(tǒng)的過去、預(yù)測未來，以及構(gòu)建深時、深地四維地球系統(tǒng)提供理論支撐。

　　二、 核心科學(xué)問題

　　地表水、氫、氧等關(guān)鍵物質(zhì)經(jīng)歷了通過板塊俯沖作用進入深地、超深部大循環(huán)、化學(xué)重組和通過地幔熱柱巖漿返回地表的復(fù)雜循環(huán)過程。圍繞地球深部物質(zhì)循環(huán)過程中物質(zhì)的物理化學(xué)特征、變化及其動力學(xué)機制等核心科學(xué)問題，聚焦深下地幔科學(xué)前沿，擬從以下兩個關(guān)鍵科學(xué)問題進行深入探討：

　　1. 深下地幔關(guān)鍵物質(zhì)的循環(huán)過程：深下地幔水、氫、氧等揮發(fā)份的來源，深下地幔新的化學(xué)平衡過程，以及深下地幔圈層之間的物質(zhì)交換。

　　2. 深下地幔關(guān)鍵物質(zhì)的循環(huán)效應(yīng)：深下地幔富氧物質(zhì)參與的新物質(zhì)循環(huán)過程對地球動力學(xué)機制的影響，及其對地表環(huán)境宜居性的控制機理。

　　三、 主要資助方向和研究內(nèi)容

　　開辟由深下地?；顒又骺氐纳顣r、深地四維地球系統(tǒng)演化模式的框架，需從“板塊俯沖進入深地—物質(zhì)的超深部重組過程—以全新面貌回到地面”的大循環(huán)著手，以高壓研究為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)值模擬、地球物理探測、地質(zhì)和地球化學(xué)觀測等，驗證深部穩(wěn)態(tài)形貌，并利用深時發(fā)生的地質(zhì)大事件來驗證突變的記錄。擬從以下五個研究方向開展資助：

　　1. 深下地幔的俯沖水循環(huán)及其機理：針對高壓高密度的含水礦物與水深部循環(huán)的耦合過程，研究水在深下地幔的賦存、儲量和分布，探索未知高壓新含水礦物及其穩(wěn)定區(qū)間，研究水在深下地幔主要礦物中的分配行為，解析深部俯沖水循環(huán)機理。

　　2. 深下地幔物質(zhì)循環(huán)引起的新化學(xué)重組：針對深下地幔超高壓導(dǎo)致的物質(zhì)化學(xué)、地球物理和地球化學(xué)屬性的改變，考察其屬性及變化特征，研究水與深下地幔主要礦物之間的化學(xué)作用，超氧化物的生成、氧元素的異常價態(tài)，礦物中氫的超離子化現(xiàn)象，含鐵礦物的自旋相變與化學(xué)鍵演化，解析深部物質(zhì)循環(huán)化學(xué)重組機制。

　　3. 深下地幔與地核的物質(zhì)交換機理：針對地球內(nèi)部組分、溫度和物性最極端的核幔邊界過程，研究邊界巨大差異引起的結(jié)晶分異過程和效應(yīng)，超氧化物在核幔邊界的形成、積累、重組特征與物質(zhì)交換過程，檢驗D"層、LLSVP區(qū)、超低波速帶等地震學(xué)異常區(qū)與關(guān)鍵物質(zhì)循環(huán)過程的相互作用過程，解析其動力學(xué)機制。

　　4. 深下地幔關(guān)鍵物質(zhì)循環(huán)過程的地球動力學(xué)效應(yīng)：研究深下地幔釋放揮發(fā)份對地幔柱穩(wěn)態(tài)熱對流的作用，探索超深部地幔柱上升時揮發(fā)份與圍巖的同化反應(yīng)，研究富氧超級地幔柱和超級大陸聚散的關(guān)系。

　　5. 深下地幔關(guān)鍵物質(zhì)循環(huán)過程的地表效應(yīng)：通過條帶狀鐵建造等資源聚集的時空對比，定量表征富氧條件下產(chǎn)生溢流巖漿的規(guī)模，探索深源富氧巖漿揮發(fā)份造成的大氣氧含量的變化，闡明富氧超級地幔柱引起的重大地質(zhì)效應(yīng)。

　　四、 資助計劃

　　“深下地幔關(guān)鍵物質(zhì)循環(huán)過程及其效應(yīng)”原創(chuàng)探索項目資助期限為5年，申請書中的研究期限應(yīng)填寫“2022年1月1日-2026年12月31日”。每個資助方向計劃資助1項，平均資助強度300萬元/項，資助經(jīng)費總強度為1500萬元。

　　五、 申請要求

　　1. 申請資格

　　具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究項目(課題)或其他基礎(chǔ)研究經(jīng)歷的科學(xué)技術(shù)人員均可提出申請。

　　2. 限項申請規(guī)定

　　(1)申請人同年只能申請1項原創(chuàng)項目(含預(yù)申請)。

　　(2)原創(chuàng)項目從預(yù)申請開始直到自然科學(xué)基金委作出資助與否決定之前，不計入申請和承擔(dān)總數(shù)范圍;獲資助后計入申請和承擔(dān)總數(shù)范圍。

　　(3)應(yīng)符合《2021年度國家自然科學(xué)基金項目指南》中對申請數(shù)量的限制。

　　3. 撰寫要求

　　申請人必須針對指南的某一個資助方向提出申請，項目申請中的研究內(nèi)容必須涵蓋本指南中該資助方向的全部研究內(nèi)容。申請人應(yīng)根據(jù)本指南名稱以及主要資助方向自行擬定項目名稱、科學(xué)目標(biāo)，組織研究內(nèi)容、技術(shù)路線，凝練關(guān)鍵科學(xué)問題等，并撰寫和提交預(yù)申請以及正式申請的項目申請書。

　　六、 注意事項

　　1. 資助項目信息公布

　　自然科學(xué)基金委將在官方網(wǎng)站公布資助原創(chuàng)項目基本信息。

　　2. 項目實施保障

　　原創(chuàng)項目負責(zé)人應(yīng)將主要精力投入原創(chuàng)項目的研究中;依托單位應(yīng)加強對原創(chuàng)項目實施的監(jiān)督、管理和服務(wù)，減輕項目負責(zé)人不必要的負擔(dān)，為項目研究提供必要的制度和條件保障。

　　3. 其他

　　原創(chuàng)項目申請與資助不設(shè)復(fù)審環(huán)節(jié)。

　　自然科學(xué)基金委將把相關(guān)項目負責(zé)人項目執(zhí)行情況和評審專家的評審情況計入信譽檔案。

　　4. 咨詢方式

　　(1)填報過程中遇到的技術(shù)問題，可聯(lián)系國家自然科學(xué)基金委員會信息中心協(xié)助解決，聯(lián)系電話：010-62317474。

　　(2)國家自然科學(xué)基金委員會地球科學(xué)部綜合與戰(zhàn)略規(guī)劃處：鄭袁明;電話：010-62327157。

附件

 指南引導(dǎo)類原創(chuàng)探索計劃項目信息表

　　注：“指南項目名稱”將嵌入信息系統(tǒng)“附注說明”中，提供下拉式菜單供申請人選擇;“預(yù)申請?zhí)顚懙钠鹬箷r間”將在信息系統(tǒng)中做填寫控制。

　　*按照《國家自然科學(xué)基金條例》第七條規(guī)定：年度基金項目指南應(yīng)當(dāng)在受理基金資助項目申請起始之日30日前公布。請按照上述時間要求確定發(fā)布指南和預(yù)申請?zhí)峤粫r間