中国地质科学院地质所大陆动力学研究中心

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重要科技发现及亮点

1.罗布莎铬铁矿中发现超高压矿物,铬铁矿深地幔成因的理论假设提出

    国际著名刊物《地质学》(Geology)新近发表了杨经绥等有关罗布莎地幔超高压矿物的研究新成果。他们发现了超高压矿物柯石英和被锇铱矿包裹的原位金刚石。研究表明,超高压矿物柯石英有可能是由更高压相的斯石英转变而来,斯石英的形成压力至少为9吉帕斯卡,相当于300公里深度。金刚石与锇铱矿共生,表明它们形成于大于摄氏2000度的高温和高压环境。由此,判断罗布莎铬铁矿很可能来自地幔深部,同时表明罗布莎铬铁矿是一个重要的地幔矿物的储存库,有许多异常地幔矿物,它们来自地幔深部强还原环境,通过这些矿物的形成环境的研究,可以深化铬铁矿的成因研究并且指导找矿。该研究群体最近已将深部地幔矿物群和地幔动力学的研究延伸到国外,在俄罗斯极地乌拉尔铬铁矿床中再次发现了金刚石等地幔超高压矿物。
罗布莎产在锇铱矿中的原位金刚石 极地乌拉尔首次发现金刚石(千余粒)
西藏蛇绿岩铬铁矿中的地幔矿物的发现是大陆动力学重点实验室的科学家对地幔物质研究的新贡献。目前,美国、俄罗斯、加拿大、德国、日本等多个国家的同行专家纷纷表示愿意开展合作或已经开始立项。

  简讯 :罗布莎研究成果获得国际著名专家的肯认

  在2006年和2007年旧金山美国地球物理年会(AGU)上,杨经绥研究员代表大陆动力学实验室两次作特邀报告,题目是“Diamond and Coesite After Former Stishovite in Tibet Ophiolites: Is That Myth or Reality?”和“Diamond and unusual minerals discovered from the chromitite in Polar Ural: A first report”。罗布莎和俄罗斯极地乌拉尔铬铁矿中的新发现吸引了国际上众多的对超高压地幔矿物感兴趣的专家到会,其中有国际著名金刚石权威俄罗斯的索波列夫(Sobolev)院士,最近刚获得国际矿物学会颁发的类似诺贝尔大奖的著名地幔深部矿物专家美国毛河光院士(Dave Mao)和国际著名超高压变质权威斯坦福大学恩斯特院士等。
  2007年AGU会议结束后,美国斯坦福大学的恩斯特(Ernst) 院士和刘忠光教授(Louie Liou)、美国加州大学的格林(Green)教授,邀请杨经绥参加了在斯坦福大学举办的西藏罗布萨蛇绿岩和铬铁矿成因研讨会。会上杨经绥和和美国加州大学的道波兹尼斯喀娅(Dobrzhinetskaya)教授作了有关西藏罗布萨铬铁矿床研究新进展的报告。
  罗布莎国际研讨会取得了十分一致的效果,表明罗布莎的新发现表明大洋扩张脊下的地幔携带了大量深部形成的地幔矿物及其相伴的铬铁矿上涌至浅部,该发现对目前国际上流行的铬铁矿浅部成因的观点提出了新的解释,并且影响到对蛇绿岩和洋壳地幔成因的认识,为研究地幔矿物学和地幔动力学提出了一个新的研究方向。其中一些重要的评价摘录如下:

    * 美国斯坦福大学的恩斯特院士说:“以前我不相信罗布萨发现的地幔超高压矿物,认为这是与地质证据不相符合的,尤其,样品有可能会是污染的。但现在的新的事实和证据,使我不得不改变以前的看法,相信这些地幔超高压矿物有可能来自深部地幔,改变了我们以往对蛇绿岩成因的认识,新的证据也排除了它们来自陨石撞击的可能性。十分祝贺你们取得的进展。”
    * 美国斯坦福大学的刘忠光教授说:“这是一个极其重要的发现,是超高压矿物研究中一个具有十分重要意义的贡献,远比发现又一个超高压带或有关的新进展重要,新发现提出了一个全新的问题,提出了一个全新的研究方向。”
    * 西班牙Granada大学的托尼(Tonny)教授说:“这项研究太重要了,使我们看到了来自深部地幔的矿物,我正在做古巴蛇绿岩铬铁矿的研究,这下我要追随你们的研究,看看古巴铬铁矿中能否发现这些矿物,我相信,全世界会有很多人开始注意这个问题,会检查不同地区的铬铁矿,注意从中查找地幔超高压矿物“。
    * 金振民院士表示:“你们的发现太重要了,以前我遇到金刚石专家尼克松(Nixon)教授,他们都不相信蛇绿岩铬铁矿中发现金刚石,认为是污染的。《地质学》上文章的发表,具有划时代的意义,乌拉尔铬铁矿中金刚石的发现,又提供一个新的地区证据。这个发现比超高压带的发现更重要,开辟了一个地幔超高压矿物研究的新领域。”

2、十载探索新发现-- 西藏罗布莎矿等4种新矿物被国际矿物委员会新矿物、矿物命名委员会批准
    中国地质科学院大陆动力学重点实验室的科学家白文吉、方青松、杨经绥等,经过长达10年的艰难探索,在西藏雅鲁藏布江流域的蛇绿岩地幔橄榄岩中发现一个由100余种地幔矿物组成的地幔矿物群。最近在自然科学基金重大国际合作项目和国土资源部地质调查项目支持下,该研究群体与中国地质大学X-射线实验室合作,厘定出四种新矿物,经国际矿物委员会新矿物、矿物命名委员会批准,命名为罗布莎矿(Fe0.83Si2)、曲松矿(WC)、雅鲁矿(Cr4Fe4Ni)9C4、藏布矿(Ti,Fe)Si2。这四种矿物均经国际矿物委员会高票通过为新矿物,并认为这是在不寻常的地质环境下产生的不寻常的矿物组合。该新发现又一次表明西藏地幔矿物群中赋存大量新矿物、新物质。

3、西藏拉萨地体发现大型榴辉岩带

       榴辉岩和高压/超高压变质作用是大陆动力学研究的热点和前沿,是解开大陆深俯冲形成造山带和高原的钥匙。大陆动力学实验室杨经绥等继在中国西部发现和厘定了柴北缘早古生代超高压变质带、东秦岭早古生代超高压变质带和厘定南阿尔金超高压变质带后,又在拉萨附近发现规模可观的新的榴辉岩带露头。岩石地球化学和Sr-Nd同位素表明其原岩为典型的MORB玄武岩,来自亏损地幔,锆石的SHRIMP U-Pb定年获得榴辉岩变质年龄261.7±5.3 Ma,结合区域上同时代岛弧火山岩的产出,表明拉萨地块中可能存在一条石炭纪-二叠纪的古缝合带,认为其中榴辉岩则代表古特提斯洋壳的残留。
   该发现的重要意义是:(1)表明在拉萨地体中可能存在新的板块边界,拉萨地体被解体,分为北拉萨地体和南拉萨地体,在拉萨地体中建立新的古特提斯板块俯冲体制,改变了青藏高原原地体划分的格局;(2)改变了古特提斯洋的空间展布的格局,由班公湖-怒江缝合带之北扩展到该缝合带之南,改变了前人通常认为青藏高原内由北至南由古特提斯洋盆演变成中特提斯洋盆到新特提斯洋盆老变新的格局,对重塑古特提斯洋盆空间展布及探讨其形成演化历史具有重要意义;(3)为前人认为的古特提斯洋为多岛洋和多岛弧的认识提供了新的证据;(4)榴辉岩的温压计算和柯石英假象的发现,表明该榴辉岩带有可能成为世界上不多见的大洋深俯冲的一个重要实例。该成果获2006年中国地质科学院十大科技进展。

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更新时间: 2008年02月28日 星期四
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