近日，资源与地球科学学院地质系陈义林副教授作为第一和通讯作者在《中国科学: 地球科学》（中英文版）发表了题为《地球上最大天然碳洋葱的发现》、《Discovery of the largest natural carbon onions on Earth》的学术论文。该研究在采自福建省永安煤田二叠系含煤地层的岩浆热变质煤中鉴定出天然碳洋葱（洋葱状富勒烯），并且发现了迄今为止地球上最大的天然碳洋葱（外径高达55nm）。
永安煤田二叠系含煤地层中广泛分布花岗斑岩侵入体和石英热液脉体，采集的构造煤样中裂隙和摩擦镜面极其发育，镜质体最大反射率值介于4.0~9.5%。煤中天然碳洋葱有单核或多核，具有24~46个石墨壳层，外径范围为24~55nm；其外径、石墨壳层数量与镜质体最大反射率之间呈显著正相关性，指示碳洋葱是岩浆侵入导致的煤变质过程中形成的次生产物。研究认为岩浆热变质煤中的天然碳洋葱是化学气相沉积成因。
研究人员还发现了大量石墨状热解碳充填在煤岩裂隙或孔洞中，这些热解碳是在侵入体导致的煤高温结焦过程中气相沉积而成的新生组分。因此，推测化学气相沉积合成的天然碳洋葱类似于热解碳，优先充填裂隙或孔洞，这也是永安煤田岩浆热变质煤中天然碳洋葱分布不均的主要原因。
图1 福建永安煤田二叠系煤样照片。(a) XGZ样品，构造煤，具有不规则的大型摩擦镜面; (b) QK样品，裂隙和摩擦镜面; (c) TX10样品，摩擦镜面发育; (d) TX11样品，松散状的小煤颗粒; (e) TX23样品，擦痕; (f) TX26样品，小型摩擦镜面; (g) TX35样品，石英热液脉体; (h) TX43样品，摩擦镜面。
图2永安煤田二叠系煤样的HRTEM图像显示具有单核(a–c)和多核(d–f)结构的天然碳洋葱。
该论文的共同作者为中国矿业大学秦勇教授、李久庆博士、李壮福副教授、杨天宇硕士生和同济大学海洋地质国家重点实验室连尔刚博士后。该文受国家自然科学基金项目(批准号: 42130802、41972176)和江苏高校优势学科建设工程项目共同资助。
研究详情请见下面原文：
中文版链接网址为：https://www.sciengine.com/SSTe/doi/10.1360/N072021-0338
英文版链接网址为：https://www.sciengine.com/SCES/doi/10.1007/s11430-021-9951-x