In-situ U-Pb age dating and the oxygen isotopic composition of accessory minerals in jadeitites: investigating the timing of fluid release and fluid-rock interactions in subduction zones

原位 U-Pb 年龄测定和硬玉中副矿物的氧同位素组成:研究俯冲带中流体释放的时间和流体-岩石相互作用

基本信息

  • 批准号:
    508778581
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    德国
  • 项目类别:
    Research Grants
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    德国
  • 起止时间:
    2021-12-31 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

When crustal rocks return into Earth’s mantle at subduction zones, fluids released from subducted material initiate melting in the mantle wedge which ultimately leads to the build-up of new continental crust and venting of volcanic gases into the atmosphere. Since fluids act as major agents of mass and energy transfer in such a setting, understanding how and when fluids are released is of paramount importance for constructing a coherent picture of this ongoing global material recycling at subduction zones. Jadeitites – rocks composed mainly of the sodic clinopyroxene jadeite - either directly witnessed such subduction-zone fluids or represent crystallized portions of these fluids themselves. The timing of fluid release(s) could then be constrained by determining the formation ages of jadeitites by dating certain accessory minerals such as zircon. However, zircon has the ability to survive partial melting and high-grade metamorphism which leads to some ambiguity concerning its primary origin in jadeitites. In this study it is therefore proposed to perform in-situ U-Pb dating by secondary ion mass spectrometry (SIMS) of other common accessories in jadeitites including titanite, rutile, and apatite which can often be directly linked to the effect of fluids. In combination with SIMS oxygen isotope analysis of accessory phases, the proposed investigations can provide valuable information about jadeitite formation and, ultimately, fluid production in subduction zones.
当地壳岩石在俯冲带返回到地幔时,从俯冲物质释放的流体开始在地幔楔中熔化,最终导致新的大陆地壳的形成和火山气体排放到大气中。由于流体在这样的环境中充当质量和能量转移的主要媒介,因此了解流体如何以及何时释放对于构建俯冲带正在进行的全球物质再循环的连贯画面至关重要。硬玉岩-主要由钠质单斜辉石硬玉岩组成的岩石-要么直接见证了这种俯冲带流体,要么代表这些流体本身的结晶部分。然后,通过确定某些副矿物(如锆石)的年龄来确定硬玉岩的形成年龄,可以限制流体释放的时间。然而,锆石具有经受部分熔融和高级变质的能力,这导致了关于其在硬玉岩中的原始起源的一些不确定性。因此,在这项研究中,建议进行原位U-Pb测年的二次离子质谱法(西姆斯)的其他常见的配件在硬玉,包括钛铁矿,金红石,磷灰石,往往可以直接联系到流体的影响。结合西姆斯氧同位素分析的副相,拟议的调查可以提供有价值的信息硬玉岩形成,并最终在俯冲带的流体生产。

项目成果

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