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【报告】2017西湖学术论坛“壳幔过程与岩浆演化和成矿”精选报告

来源:畅想2030学术展望专题     作者:     发布时间:2017-04-05     浏览次数:14 

1西太平洋板块俯冲与东亚板内玄武岩成因

报告人:徐义刚,男,中国科学院广州地球化学研究所所长,国家杰出青年基金获得者,国家973计划首席科学家。长期从事地幔岩石学和地球化学研究。

摘要:西太平洋板块俯冲、东亚大地幔楔及其在东亚大陆边缘演化中的作用逐渐被学术界重视,但目前有关东亚大地幔楔的成因与化学组成、中国东部新生代板内玄武岩的成因还存在较大的争论。通过对中国东部新生代玄武岩的研究,发现东亚大地幔楔含有大量再循环物质(洋壳、水和沉积碳酸盐),发现西太平洋构造域既有印度洋型、也有太平洋型地幔组分。前者出现在起源较浅的高硅玄武岩中,后者出现在来源于深部碳酸盐化地幔的低硅玄武岩中;高硅玄武岩是低硅玄武岩浆侵蚀古老大陆岩石圈地幔底部而成。因此东亚大地幔楔可能存在垂向不均一性:深部地幔具太平洋地幔域特征,受控于深俯冲的太平洋板块;浅部地幔具印度洋型地幔域特征,受控于古老受交代的岩石圈地幔。深俯冲太平洋板片的脱碳和脱水作用及相关的熔融和交代作用是板内岩浆成因的主要驱动力。

  

2高分异花岗岩的稀有金属矿物演化与成矿特征

报告人:王汝成,男,南京大学地球科学与工程学院院长,国家杰出青年基金获得者,长江学者特聘教授。长期从事矿物学与成矿过程研究。

摘要:高分异花岗岩是暗色矿物含量低的浅色花岗岩(也包括花岗伟晶岩),大多曾经经历过强烈的结晶分异作用(吴福元等,中国科学,2017,待刊),强过铝,以白云母花岗岩、钠长石花岗岩等为特征,岩相分带明显,具有显著的稀有金属成矿专属性。我国是稀有金属矿产资源大国,高分异花岗岩或伟晶岩集中分布在华南、新疆阿尔泰、川西、藏南等地区。

作为高分异花岗质岩浆分异的产物,稀有金属矿物的特征能够示踪花岗岩或伟晶岩的结晶过程,反映它们的分异程度。铌铁矿族矿物(Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6的成分中,Ta相对Nb、和Mn相对Fe越富集,反映岩浆的分异程度越高;与此相似,锆石中Hf含量的升高也与岩浆的分异程度有关。

一般认为,岩浆发生结晶分异作用,导致残余熔体中稀有元素不断富集,引起稀有金属矿物结晶成矿,这就是受岩浆结晶过程控制的稀有金属成矿机制。但是现在详细的稀有金属矿物研究发现了许多新的现象,需要我们重新审视稀有金属成矿的理论问题,如流体在铌钽矿物形成中的作用问题,云母对于铌钽元素的高度富集问题,等,这些都需要我们高度重视。

藏南淡色花岗岩是高分异花岗岩,最近的初步研究,在大部分花岗岩中都发现了稀有金属矿物,显示了其良好的稀有金属成矿潜力大,藏南很可能成为我国新的重要稀有金属成矿带值得我们高度重视。

  

3俯冲带超高压变质作用与岛弧岩浆成因探讨:以西天山为例

报告人:张立飞,男,北京大学地球与空间科学学院院长,国家杰出青年基金获得者,长江学者特聘教授。长期从事变质岩石学与成矿过程研究。

摘要:俯冲带变质作用过程中通常经历了2个重要的脱水流体阶段:1) 由蓝片岩相向榴辉岩相转变过程中有大量的H2O和少量的CO2释放出来;2) 由榴辉岩向柯石英榴辉岩相转变过程中榴辉岩内部的一些含水矿物的进一步分解释放少量的水流体。由于由蓝片岩转化为榴辉岩的深度一般在50-60公里,释放出来的水流体对形成岛弧岩浆没有大的贡献,而真正对于岛弧岩浆的形成起到至关重要作用的是由石英榴辉岩向柯石英榴辉岩转变过程中释放出来的超临界流体,因这一深度才能达到岛弧岩浆起源深度100±20 公里,因此只有经历了超高压变质的榴辉岩的脱水作用才是导致形成岛弧岩浆的真正的流体。目前研究的关键科学问题有:哪些变质反应控制了含水变质矿物的脱水导致了岛弧岩浆的形成?俯冲带超高压变质作用过程中微量元素地球化学行为。根据西天山超高压变质榴辉岩的实例研究,初步的结果表明折返地表的榴辉岩没有出现大离子亲石元素的亏损;高温高压实验模拟证实硬柱石可以代替闪石类矿物把大离子亲石元素带到地幔深处。岛弧岩浆形成机理还需要开展深入的研究工作。

  

4秦岭-大别造山带北部晚中生代岩浆作用与成矿

报告人:陈福坤,男,中国科技大学地球和空间科学学院副院长,国家杰出青年基金获得者。长期从事岩浆活动与成矿规律研究。

摘要:介绍了晚中生代花岗岩地球化学组成特征和时空分布规律及其与金属矿产资源的成因联系。秦岭-大别造山带是我国境内重要的显生宙造山带,记录了多板块、多期次的拼合作用,伴有多阶段、大规模的岩浆作用和成矿作用。它是研究造山作用的天然实验室,也是我国重要的金属矿产资源基地,称为我国的金腰带。秦岭-大别造山带的晚中生代岩浆作用与金-钼等多金属矿床密切相关,但在华北克拉通南缘、北秦岭和大别山北麓地区的成矿规模具有显著的差异。


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