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华北克拉通早期陆壳形成与演化
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2014
  • 中图分类:
    P534.1, P542
  • 关键词:
  • 成果简介:
    为了深化对华北克拉通的认识,进入国际前寒武纪地质研究的前沿,该项目完成人以高压麻粒岩和退变榴辉岩的发现和研究为契机,采用最新的岩石学和地球化学方法,针对华北克拉通前寒武纪地质演化开展了多方面研究。通过十多年的努力,在华北克拉通早期陆壳的形成(27~25亿年前)、克拉通的形成(25~18亿年前)和随后的演化(18~16亿年前)等方面有重要发现,在国内外学术界产生了重要影响。这些成果为准确认识华北克拉通地质演化的规律及其在全球克拉通形成演化中的特殊意义做出了实质贡献。重要科学发现:在华北克拉通首次发现了可以作为板块聚合标志的古老前寒武纪高压变质岩,包括高压麻粒岩和退变榴辉岩,系统研究揭示了大陆俯冲一碰撞一抬升的完整造山过程,该过程最后完成于19~18亿年前。此成果为确定地球在早元古代时期开始有板块构造机制存在提供了依据,把板块构造的起始时间提前了约8~9亿年。并且还为华北克拉通构造单元的划分和早期大陆碰撞拼合模式的建立奠定了坚实的基础。高压麻粒岩和退变榴辉岩的发现还改变和修正了早前寒武纪不存在高压变质带,因此不存在与显生宙可以对比的构造机制的传统看法。首次在华北克拉通建立了目前世界上最完整的前寒武纪下地壳剖面,并进一步阐明了地壳垂向分异对大陆稳定化(克拉通化)的贡献,系统归纳了华北克拉通早期陆壳形成的特殊规律,包括27~25亿年前陆壳物质的多期生长与改造、~25亿年前多个小陆块拼合、22~19亿年前复杂的裂谷一碰撞过程等,创新地提出多阶段克拉通化概念。另外,通过对比研究提出华北克拉通东部的作为一个地壳圈层的前寒武纪下地壳已经在中生代被置换。深入研究了华北克拉通18亿年前基性岩墙群及相关裂谷岩浆岩系,发现了该期基性岩墙群的放射状几何学分布特征,确定了岩浆序列,建立了古老的大火成岩省,提出了地幔柱成因模式,明确其代表裂解事件,为恢复和确定华北克拉通在超大陆格局中的位置提供了关键依据,通过岩墙群提出华北曾与印度古陆相连。上述成果是恢复和确定华北克拉通在超大陆格局中位置的非常重要的岩浆岩岩石记录,其中对岩浆活动涉及的范围与分布、源区性质、形成构造环境的研究还为理解华北克拉通岩石圈地幔演化、陆壳地质演化和构造环境演化提供了重要论据。该项目针对这一主题发表的研究论文发表在《Science in China D-Earth Sciences》、《Interna-tional Geology Review》和《Lithos》等杂志上。以上三方面的成果,系统构建了华北克拉通的形成、稳定和早期裂谷和裂解过程。20篇核心论文被SCI刊物他引873次,总他引1456次;其中8篇代表性论文被SCI刊物他引529次,总他引838次。2篇论文被ISI认定为Topl%论文。第一、二完成人均进入ISI全球地学高引用率科学家排名前500名。
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