挪威超硅石榴石橄榄岩及俯冲隧道流/熔体-岩石相互作用研究
批准号:
41873032
项目类别:
面上项目
资助金额:
69.0 万元
负责人:
熊庆
依托单位:
学科分类:
岩石地球化学
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
潘少逵、周翔、田廉荣、梁豪
中文摘要
俯冲作用是板块构造运动的核心过程,也是实现地球浅部与深部物质和能量交换的关键方式。俯冲板片与地幔楔在不同深度发生复杂的流/熔体-岩石相互作用,诱发汇聚板块边缘的大规模构造、岩浆、变质和成矿作用。然而,在超硅石榴石稳定存在的地幔深度,俯冲隧道内流/熔体的属性,以及它们与地幔楔岩石发生相互作用的过程,仍是未解决的难点和关键问题。项目将以挪威西片麻岩省超高压造山带内产出的Otrøy超硅石榴石橄榄岩为研究对象,通过岩石学、矿物学和地球化学的综合研究,重点利用原位微区元素和同位素分析技术,查明该造山带橄榄岩的地幔属性,系统揭示不同造岩矿物和包裹体所记录的流/熔体活动痕迹和交代过程,厘清在深度>160 km的地幔楔和俯冲隧道内流/熔体的组成、性质和起源,并约束流/熔体-地幔楔岩石相互作用的过程与机制。研究结果将为进一步理解俯冲带壳幔相互作用、元素循环过程以及弧岩浆作用的深部启动机理提供重要约束。
英文摘要
Subduction is the essential process of plate tectonics, and is the key manner to exchange material and energy between Earth’s shallow and deep regions. Complex interactions between fluids/melts and rocks can occur between subducting slab and mantle wedge in different depths of subduction zones, and trigger large-scale tectonism, magmatism, metamorphism and mineralization processes at convergent plate margins. However, in the mantle depths where majoritic garnet is stable, the nature of fluids/melts in the subduction channel and their interaction processes with mantle wedge rocks remain the key unsolved question. This project will focus on the Otrøy majoritic garnet peridotite massif in the ultrahigh-pressure metamorphosed Western Gneiss Region in Norway, and carry out systematic petrologic, mineralogical and geochemical studies, especially using in situ analytical techniques. Based on the investigation of mantle nature of this peridotite massif, this study will aim to reveal fluid/melt mobility and metasomatism reflected by different minerals and inclusions, clarify the composition, property, origin of the fluids/melts, and understand the interaction processes and mechanisms between fluids/melts and ultra-deep (>160 km) mantle wedge peridotites. The research outcomes will provide key constraints on the understanding of crust-mantle interaction in subduction zones, element cycling processes and deep initiation mechanism of arc magmatism.
俯冲作用是地球板块构造运动的核心过程,实现了地球内外圈层之间的物质和能量交换。俯冲板片和地幔楔在俯冲隧道内部能够发生复杂的熔/流体活动以及熔体-岩石和流体-岩石相互作用,导致汇聚板块边缘的大规模岩浆、变质、构造和成矿作用。然而,在大陆汇聚边缘俯冲隧道内的熔/流体起源、性质以及它们与地幔楔和俯冲板片岩石之间的相互作用过程,尚未理清。本项目主要对挪威西片麻岩省以及类似造山带区域的代表性地质体橄榄岩开展了详细的野外地质、岩石学、矿物学、元素和同位素地球化学以及年代学的系统研究,查明了这些橄榄岩的属性与起源,揭示了俯冲隧道内熔/流体的化学和同位素组成、属性,以及熔/流体与地幔楔和俯冲板片岩石相互作用的过程和规律,为进一步理解俯冲带壳幔相互作用和物质循环机理提供制约。. 取得的主要认识包括:(1)发现挪威西片麻岩省Otrøy橄榄岩具有太古宙克拉通地幔属性,并经历两期熔体交代过程和一期伴随大陆碰撞的氧化性流体交代作用,同时揭示出大洋板片携带的沉积硅酸盐和碳酸盐组分对大陆地幔楔的长期交代改造规律;(2)对挪威壳源型造山带橄榄岩的研究,发现大陆俯冲板片横向不同分带间的复杂熔岩反应与物质交换过程,为大陆碰撞带化学动力过程提供了新认识;(3)利用Re-Os同位素体系深入揭示了软流圈-岩石圈相互作用过程中的地幔熔体迁移与熔岩相互作用,为进一步理解岩石圈壳-幔组成关系提供了新思路;(4)系统总结了俯冲带地质体橄榄岩记录的不同属性熔/流体交代作用以及俯冲隧道内壳幔相互作用规律。. 在Nature Communications、EPSL、J. Petrol.、Science China: Earth Sciences等期刊发表论文9篇,其中第一、第二标注5篇。项目执行过程中,1人入选湖北省“百人计划”青年百人项目并获侯德封奖,2人晋升为副教授;培养硕-博研究生4人;参加国内外学术会议8人次,含2次特邀报告。
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
登录
查看更多内容
The complex life cycle of oceanic lithosphere: A study of Yarlung-Zangbo ophiolitic peridotites, Tibet
大洋岩石圈的复杂生命周期:西藏雅鲁藏布江蛇绿橄榄岩研究
DOI:
10.1016/j.gca.2020.03.024
发表时间:
2020-05
期刊:
Geochimica et Cosmochimica Acta
影响因子:
5
作者:
[Yong Xu, Jingao Liu, Qing Xiong, Ben-Xun Su, James M. Scott, Bo Xu, Di-Cheng Zhu, D.G. Pearson]
通讯作者:
D.G. Pearson
Prolonged slab-derived silicate and carbonate metasomatism of a cratonic mantle wedge (Maowu ultramafic body, China)
克拉通地幔楔的长期板状硅酸盐和碳酸盐交代作用(毛屋超镁铁体,中国)
DOI:
10.1093/petrology/egab081
发表时间:
2021-09
期刊:
Journal of Petrology
影响因子:
3.9
作者:
[Yi Zhao, Jian-Ping Zheng, Qing Xiong]
通讯作者:
Qing Xiong
DOI:
10.3799/dqkx.2018.375
发表时间:
2019
期刊:
地球科学
影响因子:
--
作者:
[郑建平, 赵伊, 熊庆]
通讯作者:
熊庆
DOI:
10.19658/j.issn.1007-2802.2021.40.043
发表时间:
2021
期刊:
矿物岩石地球化学通报
影响因子:
--
作者:
[熊庆]
通讯作者:
熊庆
Petromagnetic Characteristics of Serpentinization and Magnetite Formation at the Zedang Ophiolite in Southern Tibet
藏南泽当蛇绿岩蛇纹石化及磁铁矿形成的岩磁特征
DOI:
10.1029/2020jb019696
发表时间:
2020-09
期刊:
Journal of Geophysical Research: Solid Earth
影响因子:
--
作者:
[Zhiyong Li, Bruce M. Moskowitz, Jianping Zheng, Qing Xiong, Xiang Zhou, Jingsui Yang, Yuwen Zhang, Qingsheng Liu]
通讯作者:
Qingsheng Liu
共 9 条
藏南泽当蛇绿岩二辉橄榄岩地幔内脉状纯橄岩形成过程及其效应
-
批准号:42073030
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:61.0万元
-
批准年份:2020
-
负责人:熊庆
-
依托单位:
国内基金
海外基金