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橄榄石中轻-超轻元素(P-Li-H)的赋存状态和扩散对岩浆过程及其时限的制约

批准号:
42072068
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
邢长明
学科分类:
岩石学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
邢长明

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
幔源岩浆体系演化的时空尺度是认识岩浆上涌、岩浆房动力学过程以及地表火山喷发机制的关键。橄榄石中轻-超轻元素(P-Li-H)的赋存状态和扩散可揭示岩浆房中复杂的岩浆过程及其时限。本项目将采用EBSD、TEM、LA-ICPMS、SIMS和FTIR等高精度原位分析技术,选取峨眉山大火成岩省攀西地区的阿布郎当、红格、攀枝花和白马岩体以及大理-丽江苦橄岩中的橄榄石开展轻-超轻元素的赋存状态和扩散研究。通过研究不同层位和不同类型岩石中橄榄石的P-Li-H的分布特征,揭示岩浆房中对应的岩浆过程;研究橄榄石中P-Li-H的赋存状态和替换机制,查明控制其分配的物理化学因素;模拟橄榄石P-Li-H扩散曲线记录的扩散时间,反演岩浆过程持续的时限,建立峨眉山地幔柱岩浆体系形成和演化的时间尺度模型。本研究为探究幔源岩浆体系时空演化提供了新思路,这是之前有关峨眉山地幔柱岩浆体系研究没有涉及的领域,有望取得新进展。
英文摘要
The time-scale of formation and evolution of a magmatic system is key to understanding the upwelling of magma, dynamic processes in the shallow magma chamber and magma eruption at surface. Occurrence and diffusion of P-Li-H in olivine can record complex magmatic processes and their lasting time. This project will use multiple in situ micro-analytical techniques such as EBSD, TEM, LA-ICPMS, SIMS and FTIR to study the occurrence and diffusion of P-Li-H in olivine from the mafic-ultramafic intrusions in the Panxi region and picrite in the Dali-Lijiang area in the Emeishan large igneous province. It is aimed to study the distribution patterns of P-Li-H in olivine from different types of rocks and related magmatic processes; to investigate the occurrences and substitute mechanisms of P-Li-H in olivine and find out the physical and chemical factors that influence the chemical behaviors of these elements; and last to calculate the diffusion time according to the P-Li-H diffusion profiles within olivine, which eventually providing us a chance to constrain the time-scale of the Emeishan mantle plume magmatic system. This project will provide new ideas for investigating the time-space evolution of mantle-derived magmatic system. This is an area that has not been covered for the Emeishan mantle plume magmatic system and is expected to make new progress.
橄榄石是研究幔源岩浆性质与演化过程的重要矿物之一,但其中轻-超轻元素(P-Li-H)的赋存状态和扩散研究较少,特别是对于缓慢冷却的层状岩体中的橄榄石尚未开展过系统研究。本项目以峨眉山大火成岩省攀西地区的白马、攀枝花、红格等层状岩体以及大理-丽江地区的苦橄岩为主要研究对象,以加拿大Sept Iles层状岩体为对比,对不同样品中的橄榄石开展了EPMA、LA-ICP-MS、EBSD、SIMS和FTIR等高精度原位分析。研究发现这些层状岩体和苦橄岩中的橄榄石普遍发育复杂的P环带结构,记录了橄榄石不平衡快速生长过程,揭示了岩浆过冷却导致矿物大规模快速生长,其构成了岩浆房的初始晶粥格架;发现了白马和攀枝花岩体中橄榄石发育耦合Li-P环带,同时具有极低的H2O含量,提出橄榄石脱水导致Li沿早期形成的P环带梯度上坡扩散形成耦合Li-P环带的新认识;利用橄榄石P环带扩散曲线开展了扩散模拟,获得了橄榄石P环带扩散时限和岩浆房冷却速率。这些研究成果不仅挑战了岩浆房中矿物平衡结晶、缓慢生长的传统认识,还建立了液态岩浆房过渡为晶粥岩浆房的重要联系,同时为构建峨眉山地幔柱岩浆系统形成和演化模型提供了关键矿物学证据。
火成岩石学
橄榄石中轻-超轻元素(P-Li-H)的赋存状态和扩散对岩浆过程及其时限的制约
粒间显微结构对镁铁-超镁铁质层状岩体的岩浆演化过程和巨量铁钛氧化物堆积机制的指示
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