《華北克拉通麻粒岩和橄欖岩的地震波性質和導電率》是依託南京大學，由王勤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：華北克拉通麻粒岩和橄欖岩的地震波性質和導電率
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王勤
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
華北克拉通是研究大陸岩石圈形成與演化的熱點地區。對華北克拉通麻粒岩和橄欖岩進行地震波性質和導電率的綜合研究不僅為根據地球物理資料建立岩石圈成分模型和流變學結構提供可靠依據，而且為研究大陸岩石圈的物理性質和變形機制提供新的約束。本項目包括以下研究內容：（1）使用電子背散射技術測量麻粒岩和橄欖岩的顯微組構，並根據礦物的晶格優選定向計算岩石的波速和各向異性；（2）將計算結果與高溫高壓下的實測波速和各向異性對比，定量研究溫度、壓力、礦物組成和顯微構造對麻粒岩和橄欖岩地震波性質的影響；（3）測量麻粒岩和橄欖岩主要礦物的結構水含量和高溫高壓下的岩石導電率，定量研究礦物組成、溫度、壓力和含水量對導電率的影響；（4）根據物性研究成果，對地震、重力和大地電磁測深資料進行綜合解釋，建立華北克拉通地殼-上地幔成分模型和流變學結構，探討岩石圈減薄的過程和機制。
結題摘要
對華北克拉通麻粒岩和橄欖岩進行地震波性質和導電率的綜合研究不僅為根據地球物理資料建立岩石圈成分模型和流變學結構提供可靠依據，而且為研究克拉通岩石圈的變形機制提供新的約束。本項目的主要研究內容和進展包括：（1）測量華北克拉通麻粒岩和橄欖岩的顯微組構，並根據礦物的晶格優選定向計算岩石的波速和各向異性，發現麻粒岩的地震波各向異性整體較低，主要受角閃石的晶格優選定向控制，而漢諾壩橄欖岩包體發育了B型組構，P波最快波速方向垂直面理。（2）測量了麻粒岩和榴輝岩主要礦物的結構水含量和岩石導電率，發現榴輝岩相和麻粒岩相輝石岩中單斜輝石的鐵含量和水含量影響了二者的活化焓。石榴石的含量越高，輝石岩的電導率越低，暗示了石榴輝石岩和榴輝岩將成為下地殼的高阻層。（3）對新生代玄武岩攜帶的橄欖岩包體的含水量和導電率進行了系統研究，發現橄欖石含水量非常低，全岩的結構水含量由輝石控制，而全岩導電率由橄欖石控制，主控的導電機制是小極化子躍遷和質子導電。與大地電磁測深資料對比，發現在華北克拉通大部分地區，淺部岩石圈地幔同時包括富水和貧水的橄欖岩，但是下部的岩石圈地幔已強烈脫水。根據上地幔含水量的不均一分布，提出華北克拉通東部岩石圈經歷了古太平洋板塊俯衝導致的加水軟化、白堊紀-早第三紀岩漿作用導致的熱侵蝕和脫水硬化。該脫水過程伴隨著岩石圈減薄和流變強度的增高，最終使東部塊體的岩石圈在中新世和第四紀增厚。該工作不僅提供了追蹤大陸上地幔含水量分布的實例，而且指出岩漿作用導致的脫水硬化對克拉通演化的影響。（4）總結了主要礦物和岩石的地震波性質和導電率性質，研究岩漿底侵、下地殼榴輝岩化、橄欖岩蛇紋石化、流體活動等因素對Moho面物理性質和殼幔相互作用的影響。（5）開展中俄合作，將西伯利亞克拉通、揚子克拉通與華北克拉通對比，發現岩漿底侵作用導致了下地殼和上地幔中的高速層。如果地幔柱不能使克拉通岩石圈分裂，其導致的大規模部分熔融和隨後的變質作用將加強殼-幔耦合和岩石圈地幔的黏度，從而促進克拉通的長期穩定。
