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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽系系主任
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研究發(fā)現(xiàn)地幔導(dǎo)致克拉通陸內(nèi)花崗巖源區(qū)水化和氧化 已有1人參與
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研究發(fā)現(xiàn)地幔導(dǎo)致克拉通陸內(nèi)花崗巖源區(qū)水化和氧化 中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究員徐義剛團(tuán)隊(duì)的博士后楊傳茂等，聯(lián)合長(zhǎng)江大學(xué)教授夏小平、中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員楊進(jìn)輝等，研究發(fā)現(xiàn)地幔誘發(fā)了華北克拉通陸內(nèi)花崗巖源區(qū)的水化和氧化。相關(guān)成果近日發(fā)表于《地球和行星科學(xué)快報(bào)》。 環(huán)太平洋高氧逸度花崗巖的分布。研究團(tuán)隊(duì)供圖 世界上大多數(shù)富水、氧化的花崗巖沿俯沖帶分布，這是因?yàn)楦_板塊釋放的流體攜帶高氧逸度物質(zhì)進(jìn)入上覆地幔楔和地殼，導(dǎo)致地殼部分熔融形成的。通常認(rèn)為氧化性的俯沖物質(zhì)難以直接到達(dá)距離海溝很遠(yuǎn)的陸內(nèi)環(huán)境，因而陸內(nèi)花崗巖應(yīng)當(dāng)較為貧水、還原。然而，在距離海溝超過1000km的陸內(nèi)也分布著大面積的氧化性花崗巖，比如華北克拉通和懷俄明克拉通等，這些氧化性花崗巖的成因尚不清楚。 該研究在國(guó)家自然科學(xué)基金和博士后科學(xué)基金等項(xiàng)目的聯(lián)合資助下，對(duì)華北克拉通燕山造山帶和遼東半島的花崗巖進(jìn)行了鋯石水含量、氧逸度、Hf-O同位素以及微量元素研究。根據(jù)巖性和形成時(shí)代，這些花崗巖可分為早白堊世A型、早白堊世I型和侏羅紀(jì)I型花崗巖。結(jié)果顯示，早白堊世花崗巖鋯石水含量明顯高于侏羅紀(jì)，并且A型花崗巖水含量高于I型，侏羅紀(jì)I型花崗巖的水含量與世界上其他地區(qū)大陸弧花崗巖水含量類似。 不同地區(qū)和不同類型花崗巖鋯石水含量對(duì)比。研究團(tuán)隊(duì)供圖 更為重要的是，鋯石水含量與氧逸度之間存在明顯的正相關(guān)關(guān)系，全巖和鋯石主微量元素等指標(biāo)顯示在同等演化程度下，早白堊世花崗巖鋯石水含量也高于侏羅紀(jì)花崗巖的，這表明是初始巖漿成分而非巖漿分異控制了鋯石水含量，早白堊世花崗巖應(yīng)當(dāng)更為富水，A型花崗巖可能形成于富水條件下。 另外，模擬計(jì)算顯示巖漿源區(qū)需要高氧逸度物質(zhì)的加入。幔源含水氧化熔/流體對(duì)華北克拉通內(nèi)部花崗巖源區(qū)的水化和氧化起到了關(guān)鍵作用。這也得到了鋯石Hf-O同位素的支持；鋯石的水含量和氧逸度與εHf(t)呈正相關(guān)，而與δ18O呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明花崗巖中幔源物質(zhì)越多，則越富水和氧化。 鋯石水含量和氧逸度相關(guān)圖和熔體水含量對(duì)氧逸度的影響。研究團(tuán)隊(duì)供圖 相比于侏羅紀(jì)，早白堊世華北陸下巖石圈地幔確實(shí)更為富水和氧化，能夠?yàn)橥瑫r(shí)期花崗巖提供水和氧化性物質(zhì)。古太平洋板塊在侏羅紀(jì)沿巖石圈底部向西前進(jìn)俯沖，溫度相對(duì)較低，板片不能有效脫水。到早白堊世，板塊轉(zhuǎn)變?yōu)楹笸烁_，俯沖角度增大，俯沖板片進(jìn)入地幔過渡帶，板片釋放大量的水和碳酸鹽等，導(dǎo)致上部巖石圈地幔的水化和氧化，這些富水的高氧逸度熔/流體最終流入地殼導(dǎo)致早白堊世花崗巖的形成。 “這種機(jī)制不僅解釋了為何華北克拉通內(nèi)部的花崗巖具有較高的水含量和氧逸度，也揭示了地幔物質(zhì)對(duì)大陸巖石圈演化的重要影響。”論文共同通訊作者徐義剛說。 相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2024.119177 |
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2樓2025-03-21 20:28:29
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