深俯冲陆壳的P-T-t-熔流体演化轨迹:来自苏鲁超高压榴辉岩中多相固体包裹的约束
批准号:
42102060
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
冯鹏
依托单位:
学科分类:
岩石学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
冯鹏
中文摘要
熔流体活动广泛而深刻影响俯冲带内构造变形、元素迁移、变质反应、壳幔相互作用和弧岩浆活动。准确厘定俯冲带内熔流体活动的期次、性质、来源、成分和机制是备受关注且亟待解决的科学难题。近期申请人在苏鲁桃行部分熔融超高压榴辉岩中新识别出大量发育主量元素成分环带的石榴石,各环带内保存不同类型的多相固体包裹体,为探究上述科学问题提供宝贵契机。拟以这些多相固体包裹体及寄主榴辉岩为主要研究对象,通过构造解析、岩相学、显微构造、矿物化学、相平衡热力学模拟、副矿物年代学和全岩地球化学等多方面综合研究,以准确估算多相固体包裹体的主微量成分并探明其成因机制,厘定熔流体活动的期次、性质、成分和时间,探明多相固体包裹体与寄主榴辉岩变质-熔融事件及P-T轨迹之间的耦合关系,最终重建超高压榴辉岩P-T-t-熔流体演化轨迹,从而深入理解深俯冲陆壳内熔流体的形成和演化规律。
英文摘要
Metamorphic fluid affects tectonic deformation, elemental migration, metamorphic reaction, crust-mantle interaction and arc magmatism in subduction zones extensively and profoundly. However, the scientific issue of accurately determining of the episodes, nature, origin, composition and mechanism of metamorphic fluid in subduction zones still raises considerable concern and needs to be solved urgently. Recently, the applicant newly identified garnets with major element zoning in partially melted ultrahigh-pressure eclogite from Taohang, Sulu belt. Various types of multiphase solid inclusions are preserved in every zone, which provides a valuable opportunity to explore the above scientific issue. Therefore, the applicant plans to take these multiphase solid inclusions and the host eclogite as the main object of the combined study of structural analysis, petrography, microtectonics, mineral chemistry, phase equilibrium modeling, accessory mineral geochronology, whole-rock geochemistry, in order to accurately estimate the main and trace element compositions of multiphase solid inclusions and ascertain their petrogenesis, to clarify the nature, compositions and timing of each episodes of the metamorphic fluid; combined with the metamorphic and anatectic events and the P-T path of the host eclogite, eventually reconstructing P-T-t-metamorphic fluid path of the ultrahigh-pressure eclogite, and further to assist understanding origin and evolution of metamorphic fluid in the deeply subducted continental crust.
熔流体活动广泛而深刻影响俯冲带内的能量转换和物质迁移。准确厘定俯冲带内熔流体活动的期次、性质、来源、成分和机制是备受关注且亟待解决的科学难题。超高压变质岩内多阶段生长的石榴石,可赋存富水流体、含水熔体和超临界流体等多种成因的多相固体包裹体,是系统解译俯冲带内多期次复杂熔流体活动的潜在有力工具。然而,由于寄主石榴石因后期成分扩散或重结晶而未能保存成分环带,多相固体包裹体形成的变质阶段和温压条件无法得到有效约束,使得多相固体包裹体的成因存在争议,成为相关研究的重大阻碍。. 在此背景下,对经历部分熔融桃行超高压榴辉岩的后续研究发现:石榴石呈现明显的主量元素成分环带,核-幔-边内分别发育大量多类型的多相固体包裹体,多期次多相固体包裹体形成的变质阶段、温压条件和成因机制可被准确限定,为回答深俯冲陆壳内熔流体如何形成和演化这一重要科学问题提供宝贵契机。本项目通过限定各期多相固体包裹体的主微量成分、形成的温压条件及相应熔流体活动的时限,并与寄主榴辉岩内的变质和熔融反应对比分析,寄主榴辉岩中的多相包裹体主要记录了俯冲板片内三期显著的熔流体活动:① 峰期阶段(3.6–3.2 GPa;890–840℃;234 Ma),石榴子石核部捕获了由超临界流体演化及多硅白云母包裹体分解形成的两类多相固体包裹体(Kfs + Qz;Kfs + Pl + Ky + Ph);② 同折返阶段(1.6–1.2 GPa;780–690 ℃;217 Ma),石榴子石幔部捕获绿辉石分解熔融产生的富Na熔体,结晶形成由Pl + Kfs组成的多相固体包裹体;③ 角闪岩相退变阶段(1.0–0.7 GPa;640–540 ℃),富含K、Ca的变质流体进入石榴子石与石英、绿辉石等包裹体反应,形成多种多相固体包裹体(Qz + Kfs + Pl + Zo ± Ep ± Chl ± An;Kfs + Pl + Omp + Chl +Amp)。. 本项目准确厘定寄主榴辉岩内多期次熔流体活动的性质、成分、时间,重建超高压榴辉岩P-T-t-熔流体演化轨迹,进而探讨了俯冲带内熔流体形成和演化过程,加深了对深俯冲陆壳俯冲-折返动力学过程的认识。
俯冲带熔体活动Nb-Ta迁移分异机制和资源效应研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2026
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负责人:冯鹏
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依托单位:
苏鲁造山带内同碰撞安山岩成因研究:对大陆俯冲带壳幔相互作用的启示
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批准号:2023JJ40538
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2023
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负责人:冯鹏
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依托单位:
国内基金
海外基金