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项目简介： 所属科学技术领域：地球化学、构造地质学与岩石学。
主要内容：地壳和上地幔是最可能直接影响人类生存的固体地球圈层。大陆地壳组成与壳幔交换作用的物理和化学过程是地球动力学研究的主题之一，是当今地球科学研究的前沿领域。本项目以华北克拉通及其相邻秦岭－大别－苏鲁超高压变质带为研究基地，通过多学科结合和广泛国际合作，围绕大陆地壳结构、组成和壳幔交换作用的关键科学问题开展了深入研究，在大陆地壳组成、榴辉岩下地壳拆沉再循环作用、上地幔动态部分熔融、俯冲榴辉岩脱水熔融、榴辉岩流变学及其动力学效应等方面取得了系统原创性新成果，成果在国际上得到广泛反响。本项目研究成果已发表论文55篇，SCI检索刊物论文49篇，其中有3篇第一作者论文发表在Nature上，二篇分别获得Nature封面和扉页小封面。发表在影响因子大于3.0的国际地球科学重要刊物上的论文13篇。
科学价值：元素丰度是地球化学的基础数据和研究基础，本研究为认识大陆的形成演化和成矿作用提供了新的基础数据，丰富了元素丰度研究。在下地壳拆沉再循环作用、上地幔动态部分熔融、俯冲带榴辉岩脱水熔融、榴辉岩流变学及其动力学等重要地球动力学问题方面取得了系统原创新成果。这些成果推动了国际大陆地壳组成和壳幔交换作用研究，为我国壳幔交换动力学研究在国际上占一席之地做出了重要贡献，为建立大陆动力学理论提供了新的认识，对揭示我国东部中生代大规模成矿作用的地球动力学背景提供了新的科学依据。
同行引用评价情况：本项目成果被SCI他人引用833次。4篇论文分别被Nature专文评述；作为国际建立的地球的地球化学参考模型（Geochemical Earth Reference Model）中大陆地壳主要数据之一；成为近两年发表的全球地球科学论文中引用率居第14位的热点文章；及2000－2004年国际地球科学领域Top 1％的高引用频次论文，并是华北克拉通岩石圈地幔演化这一近年国际地球科学前沿研究领域中4篇核心论文中引用次数最高的文章。
主要发现点： （1）通过对华北克拉通中生代火山岩的研究，发现和提出了下地壳拆沉再循环作用这一重要地球动力学过程的直接新证据，发展了拆沉作用示踪方法，为中国东部中生代强烈岩浆活动和壳幔交换与大规模成矿作用的地球动力学背景提供了新认识。学科分类：地球内部化学。成果发表在Nature上，见代表性论文1。
（2）通过动态条件下的地幔（以华北地区汉诺坝典型地幔包体为代表）高温高压熔融实验，发现初始玄武质熔体不仅象静态实验，呈孤立状态赋存于橄榄石矿物三连点位置，而且在应力驱动下大量沿橄榄石矿物颗粒边界呈熔体薄膜形式分布，从而引起矿物边界湿润，连结力减弱，加速物质扩散和流动，改变上地幔物质的物理性质（粘度、波速及电性）。上述发现对认识上地幔部分熔融作用和地球动力学过程具有广泛意义。学科分类：构造地质学。成果作为封面文章发表在Nature上，并配有同期Nature评论，见代表性论文2。
（3）通过对苏鲁榴辉岩高温高压实验，首次揭示了榴辉岩绿辉石和石榴石的晶格缺陷中可能含有的大量结构水（OH）在一定温压条件下可以发生动力学不稳定性而在颗粒边界析出并形成微量熔体，从而导致岩石有效压应力的下降并诱发高压下岩石脆性破裂，提出这是解释洋壳俯冲带中等深度地震活动和板块断离拆沉的新机制。学科分类：构造地质学。成果发表在Nature上，并作为扉页小封面，见代表性论文3。
（4）在大陆地壳结构和化学成分研究领域取得了具有世界意义的成果，获得了中国南、北秦岭造山带和华北与扬子克拉通以及中国中东部上、中、下地壳和地壳整体 63种元素的丰度值，成果已成为国际建立的地球的地球化学参考模型中大陆地壳的主要数据基础之一。发现中国东部下地壳具独特的双层结构和中性的总体成分，明显不同于全球单层基性下地壳模型，演化程度明显较高，为认识中国东部地壳的形成、演化与成矿作用提供了基本地球化学制约。通过对华北汉诺坝包体的详细研究，第一次为大陆地壳高镁成分特征源于长英质熔体与地幔橄榄岩反应的成因模型提供了实证。发展了利用花岗岩Pb同位素示踪地质历史时期地壳结构和组成的方法，并成功用于对秦岭－大别造山带的研究。学科分类：元素地球化学。成果发表在代表性论文4，5，6，9，10中。
（5）通过对大别榴辉岩的高温高压实验，建立了以实验为基础的超高压榴辉岩流变学方程，为榴辉岩质岩石圈板块断离和拆沉的成因提供了实验证据，揭示了下地壳榴辉岩单独拆沉难以发生，需与下覆的岩石圈地幔作为一个整体才有可能拆沉。学科分类：构造地质学。成果发表在代表性论文7中。
（6）通过对产于华北克拉通早古生代金伯利岩和新生代玄武岩中地幔包体Re-Os同位素的对比研究，证实前者属太古宙地幔，后者具现代对流地幔特征，深化了对华北克拉通岩石圈地幔演化的研究。学科分类：地球内部化学。成果见代表性论文8。
主要完成人：
1. 高山
（1）项目主要发现点1的主要学术思想提出者，负责火山岩的野外、岩相学、锆石定年、电子探针分析，为代表性论文1的执笔人。（2）主要发现点4中大陆地壳元素丰度研究主要学术思想提出者，野外采样主要完成人之一，负责丰度数据的统计计算，为代表性论文4、5的执笔人。（3）主要发现点6的主要学术思想提出者之一，为样品采集和Re-Os同位素分析主要完成者，为该文执笔人之一。通过以上研究完成人投入本项目的工作量为70％。：（027）67883040，传真：（027）67883002
E-mail: gaoshan@cug.edu.cn
2. 金振民
（1）项目主要发现点2的主要学术思想提出者，完成全部样品采集、加工和实验，为代表性论文2的执笔人。（2）项目主要发现点5的主要学术思想提出者，完成全部样品采集、加工和实验，为代表性论文7的执笔人。（3）项目主要发现点3的主要学术思想提出者之一，参加部分样品采集、加工和实验工作。通过以上研究完成人投入本项目的工作量为70％。
3. 章军峰
项目主要发现点3的主要学术思想提出者之一，参加样品采集和加工，负责主要实验工作，负责大别－苏鲁榴辉岩名义上不含水矿物水含量的红外光谱研究，为代表性论文3的执笔人之一。通过以上研究完成人投入本项目的工作量为65％。
4. 刘勇胜
（1）负责项目主要发现点4中汉诺坝下地壳包体的研究，是相关学术思想的提出者，为代表性论文9和10的执笔人。（2）项目主要发现点1野外工作参加人之一，负责Sr－Nd同位素模拟。（3）项目主要发现点6野外工作参加人之一，完成部分样品元素分析。通过以上研究完成人投入本项目的工作量为65％。
5. 张宏飞
主要发现点4中花岗岩Pb同位素示踪地质历史时期地壳结构和组成的方法学术思想提出者，并用于对秦岭－大别造山带的研究；花岗岩样品野外采集和花岗岩元素丰度研究主要完成人；为代表性论文6的执笔人。通过以上研究完成人投入本项目的工作量为60％。（027）67884742，传真：（027）67883002
6. E-mail: hfzhang@cug.edu.cn
10篇代表性论文：
1. Recycling lower continental crust in the North China craton / NATURE
2. Melt toplology in partially molten mantle peridotite during ductile deformation / NATURE
3. Faulting induced by precipitation of water at grain boundaries in hot subducting oceanic crust / NATURE
4. Chemical composition of the continental crust as revealed by studies in East China / GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA
5. How mafic is the lower continental crust? / EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS
6. Geochemical and Sr-Nd-Pb isotopic compositions of Cretaceous granitoids: constraints on tectonic framework and crustal structure of the Dabieshan ultrahigh-pres sure metamorphic belt, China / CHEMICAL
7. Eclogite rheology: Implications for subducted lithosphere / GEOLOGY
8. Re-Os evidence for replacement of ancient mantle lithosphere beneath the North China craton / EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS
9. Melt-peridotite interactions: Links between garnet pyroxenite and high-Mg# signature of continental crust / EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS
10. Geochemistry of lower crustal xenoliths from Neogene Hannuoba Basalt, North China Craton: Implications for petrogenesis and lower crustal composition / GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA
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