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    我国学者在太古宙早期深部地幔成分不均一性方面取得重要进展

    日期 2019-07-26   来源:地球科学部   作者:初航 陈曦 任建国  【 】   【打印】   【关闭

    图.(a)冀东古太古代超镁铁质堆晶岩锆石U-Pb谐和图解;(b)冀东古太古代富铁苦橄岩和超镁铁质堆晶岩微量元素蛛网图

      在国家自然科学基金项目(批准号:41430207,41572040,41372060)等资助下,北京大学地球与空间科学学院宋述光、魏春景教授研究组在地球早期深部地幔成分不均一性方面取得重要进展。相关研究成果以“Palaeoarchaean Deep Mantle Heterogeneity Recorded by Enriched Plume Remnants”(富集地幔柱残余记录的古太古代深部地幔成分不均一性)为题,2019年7月22日在线发表于Nature Geoscience(《自然-地球科学》),博士生王潮(现为中国地质大学(北京)讲师)和导师宋述光教授为共同通讯作者。全文链接:https://www.nature.com/articles/s41561-019-0410-y。

      地球早期深部地幔的物理-化学性质一直以来是前寒武纪地质学研究的热点。但由于保留在地表的太古宙早期深部地幔来源岩浆作用记录较为稀少,目前学界对于太古宙早期地球深部地幔的热状态和成分特征的认识并不全面。尤其是对于太古宙早期地球深部地幔是否存在成分不均一性,目前并没有明确的结论。

      该项研究以华北克拉通冀东地区新发现的富铁苦橄岩及伴生的超镁铁质堆晶岩为研究对象。通过对超镁铁质堆晶岩进行的锆石U-Pb年代学研究,确定富铁苦橄岩的形成时代为古太古代(3.45Ga),详细的岩石地球化学研究表明富铁苦橄岩具有与现今洋岛玄武岩类似的微量元素成分特征,并相对于典型地幔柱成因的苦橄岩更为富铁。冀东古太古代富铁苦橄岩的形成与来源于深部地幔的地幔柱活动有关,且其深部地幔源区明显富集铁和不相容元素,这表明古太古代地球深部地幔就已存在了成分的不均一性,出现了铁和不相容元素的局部富集。

      该项研究的意义不仅在于报道了继南非Barberton和澳大利亚East Pilbara 3.5~3.46Ga科马提岩之后全球第三例确凿的地球最古老地幔柱活动的实例,还证明地球的深部地幔早在古太古代便存在了成分不均一性,这种成分上的不均一性的形成可能与地壳物质再循环到深部地幔有关。




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