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    我國學者在太古宙早期深部地幔成分不均一性方面取得重要進展

    日期 2019-07-26   來源:地球科學部   作者:初航 陳曦 任建國  【 】   【打印】   【關閉

    圖.(a)冀東古太古代超鎂鐵質堆晶巖鋯石U-Pb諧和圖解;(b)冀東古太古代富鐵苦橄巖和超鎂鐵質堆晶巖微量元素蛛網圖

      在國家自然科學基金項目(批準號:41430207,41572040,41372060)等資助下,北京大學地球與空間科學學院宋述光、魏春景教授研究組在地球早期深部地幔成分不均一性方面取得重要進展。相關研究成果以“Palaeoarchaean Deep Mantle Heterogeneity Recorded by Enriched Plume Remnants”(富集地幔柱殘余記錄的古太古代深部地幔成分不均一性)為題,2019年7月22日在線發表于Nature Geoscience(《自然-地球科學》),博士生王潮(現為中國地質大學(北京)講師)和導師宋述光教授為共同通訊作者。全文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41561-019-0410-y。

      地球早期深部地幔的物理-化學性質一直以來是前寒武紀地質學研究的熱點。但由于保留在地表的太古宙早期深部地幔來源巖漿作用記錄較為稀少,目前學界對于太古宙早期地球深部地幔的熱狀態和成分特征的認識并不全面。尤其是對于太古宙早期地球深部地幔是否存在成分不均一性,目前并沒有明確的結論。

      該項研究以華北克拉通冀東地區新發現的富鐵苦橄巖及伴生的超鎂鐵質堆晶巖為研究對象。通過對超鎂鐵質堆晶巖進行的鋯石U-Pb年代學研究,確定富鐵苦橄巖的形成時代為古太古代(3.45Ga),詳細的巖石地球化學研究表明富鐵苦橄巖具有與現今洋島玄武巖類似的微量元素成分特征,并相對于典型地幔柱成因的苦橄巖更為富鐵。冀東古太古代富鐵苦橄巖的形成與來源于深部地幔的地幔柱活動有關,且其深部地幔源區明顯富集鐵和不相容元素,這表明古太古代地球深部地幔就已存在了成分的不均一性,出現了鐵和不相容元素的局部富集。

      該項研究的意義不僅在于報道了繼南非Barberton和澳大利亞East Pilbara 3.5~3.46Ga科馬提巖之后全球第三例確鑿的地球最古老地幔柱活動的實例,還證明地球的深部地幔早在古太古代便存在了成分不均一性,這種成分上的不均一性的形成可能與地殼物質再循環到深部地幔有關。




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