最新论文
当前位置: 首页  >  最新论文  >  正文
郑建平教授团队戴宏坤等,GRL,2023,破解大陆“弥散型”火成岩省成因之谜

发布时间:2023-09-11

大陆板内玄武质岩区通常由多个分散的、小体积、单成因的玄武质岩浆活动组成,构成“弥散型”火成岩省(Diffuse Igneous Province),是地球内部物质和能量传输至地表的主要形式之一。研究认为其受控于局部的地幔过程,包括岩石圈厚度突变控制的地幔对流不稳定和岩石圈伸展减薄引起的软流圈上涌。然而,板内弥散型火成岩省通常由大量的火山岩区组成, 时空跨度极大, 局部的地幔动力学过程难以解释,很可能受控于更宏观的、尚未有效揭示的地幔过程。

针对这一关键科学问题,我室“岩石圈演化及效应”研究团队的戴宏坤研究员、郑建平教授和熊庆研究员,联合澳大利亚麦考瑞大学的William L. Griffin教授和Suzanne Y. O’Reilly教授,对中-东亚“弥散型”火成岩省开展了系统的岩石学和地幔熔融热力学模拟研究。该火成岩省在100-120 Ma发生了统一的组成演变,显示熔体源区从低温的岩石圈地幔转变为高温的软流圈地幔。转变后,玄武岩普遍记录了含辉石岩的软流圈源区在过热的条件下(Tp > 1450 oC)发生减压熔融,这种大区域的过热地幔是由大陆岩石圈的“热毯效应”所产生的,主要由于大陆岩石圈导热性较差,类似在软流圈上“盖了一层厚棉被”,使得软流圈的热量不断积累,从而形成过热的软流圈地幔源区(图1)。

图1 过热软流圈控制玄武岩省的组成演变。

(A)在正常软流圈温度条件下,减薄岩石圈之下的软流圈难以发生熔融,但岩石圈地幔因逐步交代富集、固相线降低而发生熔融,产生具有岛弧型微量元素、富集放射性同位素组成特征的玄武岩;(B)随着交代富集组分被抽取榨干,岩石圈的固相线回升、岩石圈熔融停止;(C)大陆之下的软流圈因为被热导率低的岩石圈覆盖、热量不断积累、潜热温度普遍升高,使得软流圈在减薄岩石圈之下发生减压熔融,产生具有洋岛型微量元素、亏损放射性同位素组成特征的玄武岩。

相关研究成果于2023年8月31号刊出在国际著名地学期刊《Geophysical Research Letters》上,我室的戴宏坤研究员为第一兼通讯作者,郑建平教授为第二兼通讯作者。成果受国家自然科学基金项目(42272053、41930215)以及地质过程与矿产资源国家重点实验室自主课题(MSFGPMR2022-6)联合资助。

详细内容见论文:Dai, H.K., Zheng, J.P., Xiong, Q., Griffin, W.L., O’Reilly, S.Y., 2023. Continental Thermal Blanketing Explains the Compositional Dichotomy of the Diffuse Basaltic Province Across Central-Eastern Asia. Geophysical Research Letters 50, e2023GL104951, https://doi.org/10.1029/2023GL104951.


地质过程与矿产资源国家重点实验室(中国地质大学)版权所有

关注我们