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晚古生代地幔DUPAL异常峰:来自古亚洲洋蛇绿岩的Sr-Nd-Pb-Os同位素的限定
结题报告
批准号:
41302041
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
28.0 万元
负责人:
刘希军
依托单位:
学科分类:
D0204.岩石学
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
时毓、廖帅、郭琳、黄文龙
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中文摘要
地幔化学不均一性揭示了南半球(印度洋-南大西洋)地幔DUPAL同位素异常,然而其成因存在争议。从时间尺度上追踪地球历史上地幔DUPAL异常的演化进程将为研究DUPAL异常成因找到突破口,而蛇绿岩则是最佳研究对象。本项目拟选择新疆北部两处代表性的古亚洲洋蛇绿岩,对其中MORB型基性岩和变质橄榄岩进行全岩和单矿物主微量元素及Sr-Nd-Pb-Os同位素研究,厘定古亚洲洋地幔域西段是否存在晚古生代的"DUPAL异常峰",进而结合蛇绿岩同位素年代学进一步追踪DUPAL异常随时间的演化进程,最终探讨DUPAL异常可能的成因。本项目将为理解古生代期间古亚洲洋地幔归属和中亚造山带深部地球动力学背景提供重要的科学依据。
英文摘要
Available geochemical data indicate that the so-called DUPAL isotopic anomaly in the Earth's mantle exists in the Indian and South Atlantic sub-oceanic mantle in the southern hemisphere. However, the origin of such a global isotopic anomaly is still controversial. Tracing the location and evolution of the DUPAL mantle through time offers a new perspective on the DUPAL study as it will lead to a better understanding of the origin of the anomaly. Ophiolites, pieces of ancient oceanic lithosphere, provide unique opportunities to conduct this kind of study because they extend the isotopic information recorded by the mantle back in time. This project will focus on two Paleo-Asian Ocean ophiolites from the Northern Xinjiang region of China. We plan to analyze the major and trace elements and Sr-Nd-Pb-Os isotopic ratios of the bulk rock and mineral separates from MORB-type mafic rocks and peridotites in these ophiolites in order to constrain whether the Paleo-Asian sub-oceanic mantle existed a "DUPAL peak" during the late Paleozoic. Moreover, these information combined with ophiolite geochronologic data will provide tracers on the evolution of the DUPAL mantle through time and this in turn will provide stringent constraints on the possible cause of the DUPAL anomaly. Therefore, this project will promote geodynamic research in Central Asia as it will provide precise geochemical information on the crustal and mantle conditions in the Paleo-Asian Ocean and Central Asian Orogenic Belt during the Paleozoic.
现代印度洋地幔DUPAL同位素异常可以通过蛇绿岩的同位素地球化学研究追踪到更早的特提斯洋地幔和古亚洲洋地幔。分布在中国新疆北部和内蒙古地区的蛇绿岩代表了古亚洲洋壳的残余。这些蛇绿岩可以限定古亚洲洋地幔同位素特征及地幔演化过程。本项目通过对古亚洲洋蛇绿岩中玄武岩和辉长岩的主、微量元素以及Sr, Nd和高精度Pb同位素研究,发现新疆北部西准噶尔达拉布特蛇绿岩和东准噶尔克拉美丽蛇绿岩代表的地幔具有DUPAL同位素异常,即在给定206Pb/204Pb比值时具有更低的εNd和更高的208Pb/204Pb特征。微量元素特征显示达拉布特蛇绿岩似MORB,而克拉美丽蛇绿岩则具有介于似MORB和岛弧玄武岩之间,因此,达拉布特蛇绿岩的同位素特征可以代表上地幔的特征,而克拉美丽蛇绿岩的地幔源区可能受到俯冲成分的影响。我们利用Th/Nd和Nd-Pb同位素地球化学定量模拟计算显示亏损的印度洋MORB型地幔加入2%的俯冲成分可以形成克拉美丽蛇绿岩的地球化学特征。总之,达拉布特和克拉美丽蛇绿岩DUPAL同位素异常进一步支持了DUPAL地幔存在于印度洋地幔之前。.通过对内蒙古及新疆中天山冰达坂蛇绿岩的Sr, Nd,Pb同位素研究发现,与DUPAL地幔相比,内蒙古及新疆中天山蛇绿岩代表的古亚洲洋地幔具有更低的208Pb/204Pb比值,对比特提斯蛇绿岩,古亚洲洋地幔域与特提斯地幔域存在一个同位素界限。我们认为古亚洲洋地幔比特提斯地幔具有更低Th/U比值,这两种地幔域的Pb同位素差异可能是因为中亚造山带和特提斯构造域不同的岩浆-构造模式造成的。根据古亚洲洋和特提斯洋的古板块构造演化格局,古亚洲洋的演化过程类似于环太平洋造山带,地幔具有低Th/U特征;相反,特提斯地幔的高Th/U特征或DUPAL特征,可能是由特提斯构造域碰撞造山作用引起的。综合特提斯地幔与古亚洲洋地幔西段的DUPAL特征,揭示了DUPAL同位素异常可能是地球历史上存在最长的同位素异常,如果将现代大洋地幔随着时间演化反推至特提斯地幔和古亚洲洋地幔,可以发现在300Ma-400Ma之间存在一个DUPAL异常加强峰,这可能揭示了地球历史上地幔的一次热异常事件。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Origin of Permian extremely high Ti/Y mafic lavas and dykes from Western Guangxi, SW China: Implications for the Emeishan mantle plume magmatism
桂西二叠纪极高 Ti/Y 基性熔岩和岩脉的成因:对峨眉山地幔柱岩浆作用的启示
DOI:10.1016/j.jseaes.2016.09.005
发表时间:2017-06
期刊:Journal of Asian Earth Sciences
影响因子:3
作者:Xijun Liu;Qiongdan Liang;Zhenglin Li;Paterno R. Castillo;Yu Shi;Jifeng Xu;Xianglin Huang;Shuai Liao;Wenlong Huang;Weinan Wu
通讯作者:Weinan Wu
DOI:--
发表时间:2015
期刊:桂林理工大学学报
影响因子:--
作者:吴伟男;刘希军;Paterno R.Castillo;李政林;梁琼丹;姚野;廖帅
通讯作者:廖帅
The Dupal isotopic anomaly in the southern Paleo-Asian Ocean: Nd-Pb isotope evidence from ophiolites in Northwest China
古亚洲洋南部的Dupal同位素异常:来自中国西北蛇绿岩的Nd-Pb同位素证据
DOI:10.1016/j.lithos.2013.08.020
发表时间:2014-02
期刊:Lithos
影响因子:3.5
作者:Xiao, Wenjiao;Shi, Yu;Feng, Zuohai;Guo, Lin
通讯作者:Guo, Lin
DOI:--
发表时间:2016
期刊:大地构造与成矿学
影响因子:--
作者:梁琼丹;黄文龙;廖帅;吴伟男
通讯作者:吴伟男
DOI:--
发表时间:2015
期刊:桂林理工大学学报
影响因子:--
作者:宋勇思;刘希军;张浩;黄国疏
通讯作者:黄国疏
华南西缘苦橄岩-辉绿岩成因对晚古生代东特提斯演化的限定
  • 批准号:
    42473063
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    51万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    刘希军
  • 依托单位:
早-晚古生代地幔DUPAL组成演变与特提斯域陆块北向汇聚机制
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    260万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    刘希军
  • 依托单位:
古亚洲洋早古生代太平洋型地幔:来自新疆北部蛇绿岩Sr-Nd-Pb-Hf同位素的限定
  • 批准号:
    41772059
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    刘希军
  • 依托单位:
华南西缘桂西晚古生代基性岩浆成因机制与成矿背景研究
  • 批准号:
    41463002
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    49.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    刘希军
  • 依托单位:
国内基金
海外基金