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Fe同位素在洋中脊高温地质过程中的分馏机制研究:以中大西洋洋脊33-35°N为例

批准号:
41776067
项目类别:
面上项目
资助金额:
69.0 万元
负责人:
郭鹏远
学科分类:
海洋地质学与地球物理学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
龚红梅、王晓红、孙普、孔娟娟

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项目成果

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中文摘要
固体地球科学40年来最主要进展之一是通过对大洋玄武岩Sr-Nd-Pb同位素的研究认识到地幔物质的不均一性。MC ICP-MS的诞生使Fe同位素分析精度大大提高,增加了人们对地幔物质Fe同位素不均一性的关注。但是,相对于Sr-Nd-Pb同位素,对大洋玄武岩Fe同位素的研究还比较薄弱,目前仍处于数据积累阶段,其在高温地质过程中的分馏机制不明确。本项目将使用MC ICP-MS系统分析研究中大西洋33-35°N 具有代表性的80个MORB样品的Fe同位素组成,从而(1)揭示中大西洋33-35°N MORB的Fe同位素不均一程度;(2)研究Fe同位素与其它地球化学指标(Fe3+/Fe2+、主-微量元素、Sr-Nd-Pb-Hf同位素)的相关性,探讨高温地质过程中Fe同位素的分馏机制。该研究结果将有助于丰富非传统稳定同位素的基础理论,同时也是大洋岩石圈成因与地幔动力学研究的重要进展。
英文摘要
One of the major advances in the solid earth science over the past 40 years is the recognition of mantle heterogeneity through Sr-Nd-Pb isotopic studies of oceanic basalts. The birth of Multi-collector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (MC ICP-MS) greatly improved the precision of the analyzed Fe isotope results, increasing the concern on Fe isotope heterogeneity of mantle materials. However, compared with Sr-Nd-Pb isotope systems, Fe isotope research of oceanic basalts is comparatively weak and still in the process of data accumulation, and the fractionation mechanism of Fe isotope in high-temperature processes remains enigmatic. In this case, this proposal focuses on systematic analyzing Fe isotopic compositions of 80 representative MORB samples from mid-Atlantic ridge 33-35°N using MC ICP-MS, to (1) reveal the Fe isotope heterogeneity of MORB from mid-Atlantic ridge 33-35°N; (2) study the potential correlations between Fe isotope and other geochemical parameters (Fe3+/Fe2+, Sr-Nd-Pb-Hf isotope, major-trace element), and discuss the Fe isotope fractionation mechanism in the mid-ocean ridge high-temperature geological processes. The research result will enrich the theory on the non-traditional stable isotopes, and is also the great improvement of research on the origin of ocean lithosphere and mantle geodynamics.
固体地球科学50年来最主要进展之一是通过对大洋玄武岩Sr-Nd-Pb同位素的研究认识到上地幔的不均一性。但是,相对于Sr-Nd-Pb同位素,对大洋玄武岩非传统金属稳定同位素的研究(比如:Fe同位素)还比较薄弱,其在高温地质过程中的分馏机制不明确。.本项目通过系统分析研究中大西洋33-35°N 具有代表性的MORB样品的Fe同位素组成:(1)揭示了中大西洋33-35°N MORB具有较大的Fe同位素组成变化;(2)发现这些样品的Fe同位素与全岩的微量元素、Sr-Nd-Hf同位素具有很好的相关性;(3)提出低分熔熔体地幔交代作用是导致MORB地幔Fe同位素不均一的主要原因。该研究结果丰富了非传统金属稳定同位素的基础理论,同时也是地幔不均一性成因研究的重要进展。.此外,依托于本项目,我们还研究了中国东部赤峰-锡林浩特剖面的新生代玄武岩地球化学。我们发现这些玄武岩的全岩主量元素、微量元素以及Fe同位素组成与采样点的岩石圈厚度具有良好的相关性。我们的这项研究除了证明“盖层效应”在大陆背景下的有效性外,还展示了Fe同位素可以作为新颖的地球化学手段来揭示地质事实。
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
DOI: --
发表时间: 2020
期刊: 世界地质
影响因子: --
作者: [张珺杰, 郭鹏远, 孙普, 陈懋卿, 肖媛媛]
通讯作者: 肖媛媛
Geochemistry and iron isotope systematics of coexisting Fe-bearing minerals in magmatic Fe-Ti deposits: A case study of the Damiao titanomagnetite ore deposit, North China Craton
岩浆铁钛矿床共生含铁矿物地球化学及铁同位素系统学研究——以华北克拉通大庙钛磁铁矿矿床为例
DOI: 10.1016/j.gr.2019.12.001
发表时间: 2020
期刊: Gondwana Research
影响因子: 6.1
作者: [Wei Youqing, Niu Yaoling, Gong Hongmei, Duan Meng, Chen Shuo, Guo Pengyuan, Sun Pu]
通讯作者: Sun Pu
A re-assessment of nickel-doping method in iron isotope analysis on rock samples using multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry
多接收器电感耦合等离子体质谱法对岩石样品铁同位素分析中镍掺杂方法的重新评估
DOI: 10.1007/s11631-019-00392-4
发表时间: 2020-01
期刊: Acta Geochimica
影响因子: 1.6
作者: [Hongmei Gong, Pengyuan Guo, Shuo Chen, Meng Duan, Pu Sun, Xiaohong Wang, Yaoling Niu]
通讯作者: Yaoling Niu
The nature and origin of upper mantle heterogeneity beneath the Mid-Atlantic Ridge 33–35N: A Sr-Nd-Hf isotopic perspective
大西洋中脊 33°35°以下上地幔异质性的性质和起源:Sr-Nd-Hf 同位素视角
DOI: 10.1016/j.gca.2021.05.033
发表时间: 2021
期刊: Geochimica et Cosmochimica Acta
影响因子: 5
作者: [Guo Pengyuan, Niu Yaoling, Sun Pu, Zhang Junjie, Chen Shuo, Duan Meng, Gong Hongmei, Wang Xiaohong]
通讯作者: Wang Xiaohong
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    用Hf-Fe-Mo同位素体系研究洋脊-地幔柱相互作用:以南太平洋Pukapuka海脊和东太平洋洋隆17-19°S为例
    • 批准号:
      --
    • 项目类别:
      --
    • 资助金额:
      60万元
    • 批准年份:
      2020
    • 负责人:
      郭鹏远
    • 依托单位:
    用Hf-Fe-Mo同位素体系研究洋脊-地幔柱相互作用:以南太平洋Pukapuka海脊和东太平洋洋隆17-19°S为例
    • 批准号:
      42076048
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      60.0万元
    • 批准年份:
      2020
    • 负责人:
      郭鹏远
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金