各有關單位：

為貫徹落實黨中央、國務院關于加強基礎研究的重要戰(zhàn)略部署，進一步強化原始創(chuàng)新，推動學科交叉，應對研究范式變革，國家自然科學基金委員會(以下簡稱“自然科學基金委”)地球科學部擬資助“深下地幔關鍵物質循環(huán)過程及其效應”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與高壓物理、高壓化學等多學科的深度交叉融合，結合地球超深部研究的最新重大發(fā)現(xiàn)，探索重大地質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)科學基礎研究的新體系，服務于國家“深地”發(fā)展戰(zhàn)略以及地球科學部“三深一系統(tǒng)”總體規(guī)劃。

　　一、 總體科學目標

　　本項目基于深部過程主控地球演化的新理論，研究地球內部1800千米以下地幔關鍵物質循環(huán)過程及其效應。通過高溫高壓實驗模擬和理論計算，測定超深地幔巖石礦物物理化學新特性，結合數(shù)值模擬、地球物理和地球化學觀測，揭示深下地幔關鍵物質循環(huán)過程對地質、地球物理和地球化學現(xiàn)象的調控機理，原創(chuàng)性突破地球系統(tǒng)演化的深部動力學機制等科學問題，為掌握地球系統(tǒng)的運行機制提供科學基礎，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、預測未來，以及構建深時、深地四維地球系統(tǒng)提供理論支撐。

　　二、 核心科學問題

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

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

　　2. 深下地幔關鍵物質的循環(huán)效應：深下地幔富氧物質參與的新物質循環(huán)過程對地球動力學機制的影響，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容

　　開辟由深下地幔活動主控的深時、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，結合數(shù)值模擬、地球物理探測、地質和地球化學觀測等，驗證深部穩(wěn)態(tài)形貌，并利用深時發(fā)生的地質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. 深下地幔物質循環(huán)引起的新化學重組：針對深下地幔超高壓導致的物質化學、地球物理和地球化學屬性的改變，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鍵演化，解析深部物質循環(huán)化學重組機制。

　　3. 深下地幔與地核的物質交換機理：針對地球內部組分、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晶分異過程和效應，超氧化物在核幔邊界的形成、積累、重組特征與物質交換過程，檢驗D"層、LLSVP區(qū)、超低波速帶等地震學異常區(qū)與關鍵物質循環(huán)過程的相互作用過程，解析其動力學機制。

　　4. 深下地幔關鍵物質循環(huán)過程的地球動力學效應：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，研究富氧超級地幔柱和超級大陸聚散的關系。

　　5. 深下地幔關鍵物質循環(huán)過程的地表效應：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效應。

　　四、 資助計劃

　　“深下地幔關鍵物質循環(huán)過程及其效應”原創(chuàng)探索項目資助期限為5年，申請書中的研究期限應填寫“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，資助經費總強度為1500萬元。

　　五、 申請要求

　　1. 申請資格

　　具有承擔基礎研究項目(課題)或其他基礎研究經歷的科學技術人員均可提出申請。

　　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(含預申請)。

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

　　(3)應符合《2021年度國家自然科學基金項目指南》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容必須涵蓋本指南中該資助方向的全部研究內容。申請人應根據(jù)本指南名稱以及主要資助方向自行擬定項目名稱、科學目標，組織研究內容、技術路線，凝練關鍵科學問題等，并撰寫和提交預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)項目負責人應將主要精力投入原創(chuàng)項目的研究中;依托單位應加強對原創(chuàng)項目實施的監(jiān)督、管理和服務，減輕項目負責人不必要的負擔，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復審環(huán)節(jié)。

　　自然科學基金委將把相關項目負責人項目執(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問題，可聯(lián)系國家自然科學基金委員會信息中心協(xié)助解決，聯(lián)系電話：010-62317474。

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

附件

 指南引導類原創(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《國家自然科學基金條例》第七條規(guī)定：年度基金項目指南應當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)布指南和預申請?zhí)峤粫r間