华北典型地区辉石岩捕掳体的Fe同位素特征及其意义

批准号:
41373041
项目类别:
面上项目
资助金额:
90.0 万元
负责人:
赵新苗
依托单位:
学科分类:
D0308.岩石地球化学
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨列坤、于红、张鹏飞、朱斌、颜研
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中文摘要
辉石岩是上地幔仅次于橄榄岩捕掳体的重要组成部分,包含着丰富的岩石圈演化信息而历来受到学术界的广泛关注,但是对辉石岩的成因和来源的认识仍存在很大分歧。铁是辉石岩的主要造岩元素,同时还是最主要的变价元素之一。铁同位素高精度分析方法的建立为探讨辉石岩的成因和来源研究提供了新的途径。 本项目拟对华北克拉通典型地区(如华北北缘、太行山和郯庐断裂带地区)中、新生代玄武岩携带的不同类型辉石岩捕掳体和矿物捕掳晶Fe同位素组成进行系统研究,厘定各类辉石岩捕掳体及其捕掳晶Fe同位素组成范围及在各矿物间的分馏关系,并结合详细的岩石学和传统同位素地球化学研究,探讨华北克拉通各类辉石岩的成因和来源,从而为我国华北岩石圈的破坏和减薄过程提供Fe同位素地球化学制约。
英文摘要
Pyroxenites, the second most common ultramafic rock type after spinel peridotites in the upper mantle, have received much attention in recent years. However, the nature and origin of pyroxenites still remain hotly debated. As Fe is a major element that occurs in two different oxidation states (Fe2+ and Fe3+) in the constituent minerals of the pyroxenites, Fe isotopes may also provide new insights into the nature and origin of pyroxenites beneath the North China Craton. This project, as target on the mantle pyroxenite xenoliths and xenocrysts entrained in Mesozoic and Cenozoic basalts occurred in the typical regions of the North China Craton(e.g. the northern margin、Taihang mountain and Tanlu fault zone areas)and utilizing the recently-imported Fe isotopic analytical technique, is designed to investigate the extent of Fe isotope variations in pyroxenite xenoliths and xenocrysts, as well as addressing the nature and origin of different kinds of pyroxenites, through the systematic Fe isotopic analyses on these mantle pyroxenite xenoliths and xenocrysts, and combined with the detailed studies on petrology and traditional geochemistry. This project finally tries to provide the Fe isotopic constraints on the destruction and thinning processes of the lithosphere of the North China Craton.
本项目以华北克拉通不同类型辉石岩捕掳体为研究对象,对其进行了详细的Fe同位素地球化学研究。研究结果表明,高压堆晶成因的绿色型Cr-透辉石辉石岩、黑色型Al-普通辉石二辉岩和石榴石子石单斜辉石岩的Fe-Mg同位素组成变化范围小(δ57Fe= -0.13−0.13;δ26Mg= -0.28 − -0.25),其平均值与正常地幔的Fe-Mg同位素组成接近。矿物间的Fe-Mg同位素分馏达到了平衡。而由橄榄岩与熔体反应形成的石榴子石辉石岩Fe同位素组成比正常地幔偏重(δ57Fe=0.12−0.30)。矿物间的Fe同位素组成具有明显的分馏(橄榄石δ57Fe= -0.25−0.08;斜方辉石δ57Fe= -0.04−0.25;单斜辉石δ57Fe= -0.07−0.31;尖晶石δ57Fe=0.07−0.46;石榴子石δ57Fe=0.31−0.42)。并且石榴石子具有比正常地幔轻的Mg同位素组成(δ26Mg= -0.43)。其组成矿物橄榄石和辉石具有相近的Mg同位素组成(橄榄石:δ26Mg= -0.35;斜方辉石:δ26Mg= -0.35;单斜辉石:δ26Mg= -0.34),而石榴子石的Mg同位素组成最轻(δ26Mg= -0.66),尖晶石的Mg同位素最重(δ26Mg=0.04)。交代成因的石榴子石辉石岩矿物间的Fe-Mg同位素分馏与高温下的理论平衡同位素分馏计算结果不同,表明矿物间的Fe-Mg同位素没有完全达到平衡。值得注意的是,受到强烈地幔交代作用影响的金云母单斜辉石岩具有目前发表的幔源岩石最重的Fe同位素组成和最轻的Mg同位素组成(δ57Fe=0.99;δ26Mg= -1.53)。总体而言,华北地幔交代成因的石榴子石辉石岩和金云母单斜辉石岩及其单矿物的Fe-Mg同位素具有明显的反相关关系,是橄榄岩与熔体反应或者强烈的地幔交代作用过程中,岩石与熔体反应,从而发生Fe-Mg元素交换,引起的动力学同位素分馏。因此地幔交代作用是导致辉石岩Fe-Mg同位素组成不均一的重要机制,从而为不同类型的辉石岩的成因提供了新的制约手段。
期刊论文列表
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Combined iron and magnesium isotope geochemistry of pyroxenite xenoliths from Hannuoba, North China Craton: implications for mantle metasomatism
华北克拉通汉诺坝辉石岩捕虏体的铁镁同位素联合地球化学:对地幔交代作用的意义
DOI:10.1007/s00410-017-1356-y
发表时间:2017
期刊:Contributions to Mineralogy and Petrology
影响因子:3.5
作者:Zhao Xin Miao;Cao Hui Hui;Mi Xue;Evans Noreen J.;Qi Yu Han;Huang Fang;Zhang Hong Fu
通讯作者:Zhang Hong Fu
Effects of melt percolation on iron isotopic variation in peridotites from Yangyuan, North China Craton
熔体渗流对华北克拉通阳原橄榄岩铁同位素变化的影响
DOI:10.1016/j.chemgeo.2015.02.031
发表时间:2015
期刊:Chemical Geology
影响因子:3.9
作者:Zhao Xin-Miao;Zhang Hong-Fu;Zhu Xiang-Kun;Zhu Bin;Cao Hui-hui
通讯作者:Cao Hui-hui
Coupled extremely light Ca and Fe isotopes in peridotites
橄榄岩中耦合的极轻 Ca 和 Fe 同位素
DOI:10.1016/j.gca.2017.03.024
发表时间:2017-07-01
期刊:GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA
影响因子:5
作者:Zhao, Xinmiao;Zhang, Zhaofeng;Zhang, Hongfu
通讯作者:Zhang, Hongfu
DOI:--
发表时间:2016
期刊:矿物岩石地球化学通报
影响因子:--
作者:曹辉辉;赵新苗;张宏福
通讯作者:张宏福
硅酸盐地球的Ti同位素组成及地幔深部过程中Ti同位素分馏机制研究
- 批准号:41973015
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:67.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:赵新苗
- 依托单位:
橄榄岩-熔体相互作用过程中Ca同位素的地球化学行为:以华北阳原和昌乐橄榄岩捕虏体为例
- 批准号:41673021
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:73.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:赵新苗
- 依托单位:
华北古、中生代地幔橄榄岩捕虏体的Fe同位素地球化学研究
- 批准号:41173044
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:71.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:赵新苗
- 依托单位:
华北克拉通地幔橄榄岩捕虏体的铁同位素地球化学研究
- 批准号:40903010
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:赵新苗
- 依托单位:
国内基金
海外基金
