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西北大学获批国家自然科学基金重点项目
2020-10-03 10:00:00
西北大学
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  近日,国家自然科学基金委员会公布了重点项目评审结果,西北大学地质学系刘良教授申请的“陆壳超深俯冲作用发生的条件及其引发的壳幔相互作用分配模式”获得重点项目资助,项目直接经费301万元,是西北大学“十三五”获批的第12项国家自然科学基金重点项目。

  “陆壳超深俯冲作用发生的条件及其引发的壳幔相互作用”重点项目由西北大学刘良教授团队与中国科学院大学合作开展。陆壳岩石超深俯冲到斯石英稳定域的地幔深度及其折返机制是国际大陆深俯冲与超高压变质作用研究前沿的关键科学问题,也是发展和完善板块构造理论的关键环节。本项目以南阿尔金、柴北缘和北秦岭发现的超深-深俯冲陆壳岩石为切入点,重点以这些HP/UHP带中广泛发育的片麻岩和相关的镁铁质-超镁铁质岩石或岩脉为研究对象,进一步寻找超深俯冲的岩石学及其发生深熔作用的证据,确定陆壳超深俯冲岩片的分布规律、原岩组合性质及其变质演化P-T-t轨迹。在此基础上,将地质研究与数值模拟相结合,探索陆壳超深俯冲发生的必要条件;开展长英质陆壳岩石在斯石英和柯石英稳定域温压条件下部分熔融熔体与橄榄岩反应的高温高压实验,将反应产物与区内主要镁铁质-超镁铁质岩石进行对比研究,探索超深俯冲陆壳岩石部分熔融过程、产物及其引发的壳幔相互作用。综合地质学、岩石学、高温高压实验和数值模拟结果,为充实完善加热使斯石英相变为柯石英是启动超深俯冲长英质陆壳岩石折返的主要驱动力的折返机制提供关键的约束条件,阐明超深俯冲陆壳岩石的折返过程与路径。同时,该项研究还能为深入探讨阿尔金、柴北缘和北秦岭造山带的形成与演化过程和解析这些造山带独特的结构、构造样式提供关键的约束条件。

  刘良,地质学系教授,博士生导师,1982年本科毕业于西北大学地质学系岩矿专业,1984年获西北大学矿物学硕士学位,1999年在中科院地质与地球物理研究所获岩石学博士学位。主要开展中国中西部阿尔金-柴北缘-秦岭早古生代造山带相关研究工作,包括高压-超高压变质作用、岩浆活动、造山带演化等。同时从事实验岩石学相关研究工作,在陆壳岩石超深俯冲及折返相关问题取得了一系列研究成果。于2007年在阿尔金超高压带泥质片麻岩中发现了先存斯石英出溶蓝晶石+尖晶石的显微结构证据,这是国际上首次将陆壳岩石被超深俯冲到斯石英稳定域地幔深度(>300km)并从这一地幔深度折返出露地表的岩石学记录。于2018年在南阿尔金榴辉岩中的绿辉石及石榴子石内发现了多晶石英棒状体,认为其为斯石英副象,进而表明陆壳超深俯冲到斯石英稳定域的地幔深度然后再折返回地表的地质现象可能更为普遍,其岩石类型也可能具有多样性。依据高温高压实验研究结合前人的研究成果,提出SiO2饱和体系中石榴石超硅的最小压力为≥9~10GPa,为识别陆壳岩石俯冲到斯石英稳定地幔深度的研究提供了新的借鉴和思路;并依据超深俯冲陆壳岩石分别对应于斯石英和柯石英两个稳定域温压条件下密度计算结果及其与相同温压条件地幔岩密度的比较,首次论证提出加热使斯石英相变为柯石英引起的密度减小是超深俯冲到斯石英稳定域长英质陆壳岩石折返的主要驱动力,合理解释了合理解释了超深俯冲到斯石英稳定域地幔深度(~300km)陆壳岩石的折返机制。

  刘良教授已先后主持完成国家重点基础研究发展计划(973项目)课题2项,国家自然科学基金重点项目1项、面上项目6项,在包括Earth and Planetary Science Letters,Earth-Science Reviews等地球科学领域国际顶级期刊发表多篇学术论文。研究成果获陕西省科学技术奖一等奖1项。

  

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