《華北克拉通岩石圈地幔氧化態時-空演化特徵研究》是依託吉林大學，由王建擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：華北克拉通岩石圈地幔氧化態時-空演化特徵研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王建
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
華北克拉通是世界上最大的克拉通之一，經歷了漫長的地質演化歷史，其中生代以來的克拉通破壞事件構成全球地學領域的重大科學問題之一，但對其下面地幔氧化態（fO2）及其時-空演化規律的研究卻寥寥無幾。氧化態是制約地幔源區和地表之間物理-化學反應方式的重要參數，影響著金屬的活動性、氣（液）相組成和熔體的性質，對岩漿起源、岩漿脫氣、交代作用以及成礦過程起著重要的作用。因此，對克拉通不同構造單元、不同時代地幔氧化態的研究將有助於我們從一個新的視角去了解和破譯華北克拉通地幔的形成、演化以及破壞過程，進而評價克拉通內許多重要自然資源（如：金剛石、大型金-銅礦床、油氣儲層）的形成環境條件。我們將根據岩石礦物組合和通過精確測定岩石、礦物化學成分來計算華北克拉通不同構造單元中不同時代侵入岩和噴出岩中地幔包體氧化態，討論不同構造環境（陸-陸碰撞帶、大洋俯衝帶）中地質過程（如：部分熔融和交代作用）對地幔氧化態的制約。
結題摘要
地幔氧化-還原狀態（fO2）是破譯地球起源、演化以及地幔過程 (部分熔融和交代作用) 的重要參數，通過對地幔fO2數據和分布規律的研究，可以從一個新的視角來了解華北克拉通地幔的性質以及演化歷史，為評價重大的構造熱事件發生和一些重要自然資源的形成條件提供理論依據。與其他克拉通不同的是華北克拉通東部的陸下岩石圈在中生代以來遭受了嚴重的破損，古老的陸下岩石圈地幔被新生的軟流圈地幔（或大洋型地幔）所取代，現在的克拉通由不同時代的構造單元組成，與這些構造單元相對應的是不同時代和不同性質的地幔類型，它們表現出的氧化態（fO2）和平衡溫度（T）截然不同，在“時間”和“空間”維度上表現出明顯規律性。 穩定的（未改造）古老地幔，以山西繁峙新生代玄武岩中的方輝橄欖岩地幔包體為代表，表現為中等平衡溫度（T= 910 oC～960oC）和相對還原的氧化態（△log (fO2) FMQ = -2.57 ～ -1.02），與南非的Kaapvaal、加拿大的slave和俄羅斯的Siberia等古老克拉通的陸下岩石圈地幔的還原程度相當。被改造的古老岩石圈地幔，以魯西萊蕪鐵銅溝和淄博金嶺的晚中生代高鎂閃長岩中的方輝橄欖岩地幔包體為代表，這些橄欖岩雖然還保留著古老地幔的一些痕跡，但卻表現出較低的平衡溫度（T= 670 oC～810oC）和強氧化的屬性（△log (fO2) FMQ = +1.39 ～ +2.39），我們認為高fO2值是早中生代揚子和華北克拉通之間的古特提斯洋閉合過程中，伴隨著古特提斯洋殼持續向北俯衝，先是板片之上的陸源沉積物、繼而是揚子板塊的矽鋁質陸殼俯衝到華北克拉通南緣地幔楔之下，俯衝板片及其上覆陸源沉積物的脫水、部分熔融和對上覆地幔楔的廣泛交代導致了華北克拉通南緣地幔楔的強氧化。新生地幔，以華北克拉通東北緣和興蒙造山帶的第四紀玄武質火山岩群中的地幔包體為代表，表現為較寬的溫度範圍（T= 740 oC～1140 oC）和強還原的地幔環境（△log (fO2) FMQ = -2.64 ～ +0.39），與軟流圈和大洋型地幔相當。 我們的研究結果表明，地幔氧化態的高低受溫度、壓力、部分熔融程度和交代作用的綜合影響，但從根本上說，這些因素最終受其所處的構造環境制約。本項研究為一些重要的礦產資源（如：大型斑岩型銅礦、金剛石礦、鈾礦以及大型油氣田）的形成條件和勘查評價提供了理論依據
