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板块俯冲的化学过程与成矿
  • 项目名称:板块俯冲的化学过程与成矿
  • 项目类别:重大项目
  • 批准号:41090370
  • 申请代码:D0302
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2011-01-01-2014-12-31
  • 项目负责人:孙卫东
  • 负责人职称:研究员
  • 依托单位:中国科学院广州地球化学研究所
  • 批准年度:2010
中文摘要:

板块俯冲对地球的化学分异、地幔演化、成矿作用乃至地幔柱的产生等重要过程起着关键作用。目前,研究板块俯冲的化学过程,是洞悉板块俯冲、发展板块理论的最佳切入点。本项目拟采用超高压岩石直接观察、俯冲带岩浆岩岩石探针、高温高压实验以及微区原位分析等多种方法,结合已有的实验岩石学成果,研究板块俯冲的化学过程利用Thermocalc进行热力学模拟,厘定俯冲板块中主要含水矿物的稳定性,在此基础上深入探讨俯冲板块不同部位俯冲温-压途径和流/熔体释放、元素活动性和地幔交代;对比研究汇聚板块边缘距离俯冲带不同距离的岩浆岩成分分带及其成因;实验研究温度梯度下元素/同位素的分配、迁移行为和控制因素;查明汇聚板块边缘成矿分带现象,从元素地球化学性质出发,综合各课题的成果,研究俯冲带铜金、铅锌银、钨锡成矿的主控因素,研究玢岩型铁矿、IOCG型矿与板块俯冲的关系,建立成矿模型,提出找矿对策。

结论摘要:

本项目采用超高压岩石直接观察、俯冲带岩浆岩岩石探针、高温高压实验模拟以及微区原位测试和非传统稳定同位素分析等多种综合方法,结合已有的成果,研究了板块俯冲过程中的化学过程及相关成矿作用。主要包括1)立足于桐柏-大别-苏鲁、西天山、柴达木等地高压-超高压变质岩石及相关变质基性岩和超镁铁质岩的研究,结合Thermocalc热力学模拟,厘定了俯冲板块中主要矿物的稳定性,在此基础上深入探讨了俯冲板块不同部位的俯冲变质轨迹变化和流/熔体释放、元素活动性和地幔交代作用;2)立足于中国东部、长江中下游地区、华南及菲律宾等地的岩浆岩及相关矿床研究,明确了含矿岩体与不含矿岩体的成分差别,揭示了他们的岩石成因;3)立足于第一性原理计算了地幔矿物之间的镁、钙、硅同位素的平衡分馏因子;4)立足于高温高压实验模拟以及同步辐射、微区元素/同位素分析技术,实验研究了橄榄石、长石、磷灰石等俯冲带常见矿物以及钙钛矿等地幔矿物的物理-化学性质,实验模拟了铁、铜和高场强元素等在俯冲带环境下的分配、迁移规律,并实验确认了温度梯度下元素分异、同位素分馏的尺度及影响因素;5)从元素地球化学性质角度出发,综合了各课题的成果,查明了汇聚板块边缘成矿分带现象,重点研究了俯冲带铜金、钼矿和铁矿的主控因素,建立了与板块俯冲相关的成矿模型,提出了找矿对策。通过本项目四年的研究,已发表及待刊学术论文144篇,其中SCI论文120篇,包括发表在Nature Communications、Scientific Reports、Geochimica et Cosmochimica Acta、Earth and Planetary Science Letters、Journal of Geophysical Research、Journal of Metamorphic Geology、Ore Geology Reviews等国际著名期刊上;另外有4名项目成员分别获得基金委杰出青年基金、优秀青年基金、广东省杰出青年基金和中科院优秀博士论文奖。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 319
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
期刊论文
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