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:
92055208
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
260.0 万元
负责人:
刘希军
依托单位:
学科分类:
岩石地球化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘希军
中文摘要
地球上存在非洲和太平洋两个巨大的地震波低速异常省(LLSVPs),其540Ma内在地球上的位置没有变化。古特提斯洋在晚古生代曾位于非洲LLSVP之上,其软流圈地幔呈现极端高的DUPAL同位素组成特征(称之为DUPAL异常峰),暗示出非洲LLSVP与DUPAL异常、特提斯离散可能的成因联系,但早古生代的原特提斯地幔是否也存在DUPAL仍不清楚。本项目聚焦尚无相关数据的早古生代蛇绿岩,并对比晚古生代-中生代特提斯蛇绿岩,在剔除弧组分或地壳混染基础上,对能反映软流圈地幔成分的MORB型和OIB型基性岩及单矿物采用ΔεHf(P/I)i-ΔεNd(P/I)i同位素共变体系和Δ8/4-7/4Pb同位素体系共同揭示“DUPAL异常峰”的时间范围和演变趋势,阐明DUPAL异常与长期存在的LLSVP内在关联,论证非洲LLSVP深部物质上涌是特提斯域陆块北向汇聚的驱动力,更好地理解地幔对流的工作机制。
英文摘要
Two Large Low Shear Velocity Provinces (LLSVPs) have been existing beneath Africa and the Pacific ocean, which remains nearly stationary from 540Ma within Earth's mantle. Palaeogeographic study indicate the most regions of Paleo-Tethyan ocean occupied above the Africa LLSVP, coincidentally, an extreme DUPAL isotopic compositions (we called the "DUPAL peak") have been found in the Paleo-Tethyan suboceanic mantle, which hints the Africa LLSVP and the Tethyan DUPAL anomaly may have an intimate relationship with Gondwana continental blocks northward aggregation, however, whether the early Paleozoic Proto-Tethyan mantle has DUPAL anomaly is still ambiguous. This project will mainly focus on the early Paleozoic Tethyan ophiolites with not any DUPAL relevant data reported , comparing with the late Paleozoic-Cenozoic Tethyan ophiolites, to analyze the high precision Pb-Hf-Nd isotopic data of whole rock and mineral separates from MORB- and OIB-type mafics in these ophiolites, and avoid the mantle potentially influenced by arc or crustal materials, finally we use the ΔεHf(P/I)i-ΔεNd(P/I)i andΔ8/4-7/4Pb parameter to constrain the DUPAL peak distribution and evolution with the time, aim to reveal the inherent relationship between the DUPAL peak and LLSVPs, which will document the intrinsic relations between the LLSVP and northward aggregation of the continent blocks within Tethyan tectonic domain. This project will lead to better understand evolution and deep processes of the Tethyan mantle system.
地球上存在非洲和太平洋两个巨大的地震波低速异常省(LLSVPs),其540Ma内在地球上的位置没有变化。奥陶纪至石炭纪,非洲LLSVP与冈瓦纳大陆和原、古特提斯洋的大部分区域重合,揭示了非洲LLSVP与冈瓦纳大陆裂解和特提斯洋离散具有成因联系。本项目对原、古特提斯蛇绿岩的研究,从时间尺度上揭示了特提斯地幔域自早古生代以来长期具有DUPAL异常和地幔长时间的高Th/U演化特征。通过系统对比研究特提斯与泛太平洋地幔域(古亚洲洋、古太平洋和现代太平洋)同位素特征和特提斯构造域与中亚造山带的板块构造模式,揭示了地球早期的壳-幔分异过程导致了地幔低Th/U和地壳高Th/U的特征,地幔开始时具有统一的低Th/U特征,这一特征被泛太平洋地幔域继承,而特提斯洋域经历了多期次冈瓦纳大陆裂解、洋盆打开、俯冲和频繁陆-陆碰撞,这一特殊的俯冲-碰撞板块构造机制导致了特提斯域长期且广泛的壳-幔相互作用,使高Th/U特征的壳源物质不断加入并改造了地幔,形成了特提斯地幔域长时间大规模的DUPAL异常,建立了特提斯域和泛太平洋域板块构造与和地幔动力学之间的耦合机制。LLSVP深部物质上涌的地幔柱作用对特提斯域地幔的影响和改造使得原、古特提斯地幔呈现极高的DUPAL异常,这一作用主要发生在特提斯域演化早期超大陆裂解和原、古特提斯洋扩张过程中。LLSVP地幔对流体系不仅影响了特提斯域浅部板块构造的动力学机制,而且与LLSVP相关的地幔柱作用对特提斯域演化早期的冈瓦纳大陆裂解和原、古特提斯洋盆扩张的深部动力机制有重要影响,本项目的研究为我们理解特提斯域板块构造和冈瓦纳大陆裂解的深部地球动力学机制提供了重要的启示。
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:
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
-
批准号:41302041
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:28.0万元
-
批准年份:2013
-
负责人:刘希军
-
依托单位:
国内基金
海外基金