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
负责人:
郭鹏远
依托单位:
学科分类:
海洋地质学与地球物理学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭鹏远
中文摘要
板块构造理论和地幔柱假说的提出是二十世纪固体地球科学领域的革命。它们解释了地球上板块边界和板块内部几乎所有的火山和地震活动。二者看似互不相关,实则相互补充。当地幔柱与大洋中脊(离散型板块边界)相遇,便会相互作用并产生一系列地质现象。过去几十年,人们主要通过研究洋脊-地幔柱相互作用的产物—玄武岩的元素、Sr-Nd-Pb同位素的时空变化来揭示其深部动力学过程。随着近些年越来越多非传统金属稳定同位素方法的开发,亟待结合这些新兴的金属稳定同位素方法和传统的元素、放射性成因同位素方法,对这些玄武岩开展系统研究。本项目拟以南太平洋Pukapuka海脊和东太平洋洋隆17-19°S的大洋玄武岩/玻璃为研究对象,主要研究其Hf-Fe-Mo同位素组成,并结合已发表的地球化学数据,进一步揭示这些玄武岩源区的地球化学特征以及其在时间和空间上的系统变化,为我们理解洋脊-地幔柱相互作用的起因、过程提供新的同位素制约。
英文摘要
Plate tectonics theory and mantle plume hypothesis have been great revolution in the field of solid-earth science in the last century. They explain almost all the volcanisms and earthquakes in both intra-plate and plate boundary settings. These two are genetically independent from each other, but mutually complementing. However, when the rising plumes approach the plate boundary, interactions between the two would inevitably produce a series geological result. To reveal the deep-mantle dynamic processes of the ridge-plume interactions, previous studies mainly focus on the produced basalt geochemical variations in temporal and spatial term. However, with the development of more and more kinds non-traditional metal stable isotopic methods in recent years, it is necessary and demanding to systematically study these basalts by incorporating all the traditional whole rock major element, trace element, radiogenic Sr-Nd-Pb-Hf isotopes methods and non-traditional stable isotopes methods. In this research, we will study oceanic basalts or fresh glasses from the Pukapuka Ridge in South Pacific Superswell and East Pacific Rise 17–19 °S. We will reveal the systematic temporal and spatial variations of the geochemistry in these basalts by comprehensive studying the radiogenic Hf isotopes and non-traditional stable Fe-Mo isotopes. This study will provide new isotopic constrains on our understanding of the cause and processes of the Ridge-Mantle plume interactions.
板块构造理论和地幔柱假说的诞生是二十世纪固体地球科学领域的革命。板块构造可以解释发生在板块边界的岩浆活动,而地幔柱可以解释板块内部的一些火山活动。但是,大洋板块内部数以万计的非地幔柱成因的海山是如何形成的仍然不清楚。(1)本项目通过对南太平洋Pukapuka 洋脊海山玄武岩的地球化学研究,提出“不均一地幔向洋脊方向流动发生减压熔融产生海山链”的模型,用以解释地球上大部分的非地幔柱成因的海山/海山链。该认识填补了板块构造理论和地幔柱假说不能解释的海山成因的空白,是地球深部岩浆作用研究的重要进展;(2)基于此,我们认为不均一地幔的空间规模决定了海山链的长度。为了进一步验证这个科学假设,我们对Pukapuka(3000km长)以北邻近的Sojourn-Brown 短海脊(~500km)的海山玄武岩也进行了地球化学研究。我们的研究结果是肯定的,即:充分证实了以上这个科学假设。我们的模型不仅可以解释数以万计的海底火山作用的成因,而且对全球洋中脊玄武岩成分变化成因有重要的指示意义。(3)此外,我们通过对比分析研究大陆板内玄武岩和大洋中脊玄武岩的Fe同位素组成,发现低分熔熔体地幔交代作用是造成全球上地幔Fe同位素不均一的主要原因。这项成果对我们认识上地幔物质的属性具有重要意义。基于这些创新性认识的取得,本项目圆满完成预期的科研目标。
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
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:60万元
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批准年份:2020
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负责人:郭鹏远
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依托单位:
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
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批准号:41776067
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项目类别:面上项目
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资助金额:69.0万元
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批准年份:2017
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负责人:郭鹏远
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依托单位:
国内基金
海外基金