项目名称： 中国东部中、新生代岩石圈物质活动

推荐单位： 中国地震局

项目简介： 《中国东部中、新生代岩石圈物质活动》项目通过新生代火山岩及其壳、幔岩石捕虏体、超高压变质超镁铁岩的岩石学、年代学、地球化学、高温高压相转变和波速实验等综合研究，在中国东部岩石圈物质活动研究中取得如下创新性成果：

率先开展汉诺坝新生代玄武岩中岩浆底侵成因的高温镁铁质麻粒岩相和榴辉岩相岩石的研究，获得了可靠的岩石学和关键的年代学证据（140－120Ma），反传统提出幔源基性岩浆底侵作用是显生宙以来大陆地壳垂向增生和壳-幔过渡带形成的新观点，开创了新的研究领域；率先提出华北新生代高地温（海洋地温）和薄厚度（50-80km）的岩石圈认识，动摇了对华北地台大地构造属性的传统看法，构建了中国东部上地幔岩石分层模型和汉诺坝地区壳-幔边界岩石分层模型；在国内获得首批中国东部地幔岩中微量不相容元素在CO2流体-熔体包裹体中富集的实验证据和碳同位素组成、发现地幔中存在中酸性硅酸盐熔体包裹体，提供了大陆岩石圈内部流体活动、壳-幔物质交换的直接证据；系统开展中国东部新生代玄武岩的岩石学、年代学与构造背景研究，提出中国东部新生代玄武岩主要分布于东北－华北裂谷系和东南张裂带，具有喷发活动多期性和岩浆多样性特点，包括强碱性、碱性和拉斑系列六种岩石类型，分别起源于软流圈地幔和岩石圈地幔不同深度、不同程度的部分熔融，同时提出原始玄武岩浆的判别标志。长白山天池火山地幔岩浆房和地壳岩浆房具互动式喷发特点，粗面玄武岩浆的结晶分异作用和岩浆混合作用，导致特殊的双峰式火山岩分布和触发火山喷发。

本项成果对中国东部大陆岩石圈物质活动及其动力学过程研究起了重要的推动作用，被国内外同行广泛引用，其中10篇代表性学术论文经美国《科学引文索引》（SCI）扩展版检索被他人引用259次，其它10篇重要论文被他人引用94次。

主要发现点： 1、核心发现点

（1）岩浆底侵作用（岩石学，附件1：1-4）：率先提供了汉诺坝新生代玄武岩中岩浆底侵成因麻粒岩相捕虏体可靠的岩石学和关键的锆石U-Pb年代学证据，提出中生代晚期（140－120Ma）幔源岩浆底侵作用是显生宙以来大陆地壳垂向增生和形成壳－幔过渡带的新观点，即岩浆底侵作用是壳-幔相互作用和现今壳-幔边界形成的重要机制，挑战了传统的大陆地壳形成（太古代和元古代）和生长方式（水平）的认识，为华北中生代时期地幔物质活动及岩石圈动力学研究提供全新的认识，引发了国内地学界的广泛关注，开创了新的研究领域。（2）中国东部岩石圈组成结构（岩石学，附件1：5-7）：全面开展我国东部大陆上地幔、壳-幔边界和超高压带岩石学研究基础上，成功实现了高温高压下尖晶石-石榴石、辉石-石榴石相转变实验和原位波速测定；率先提出华北新生代高地温（海洋地温）和薄厚度（50-80km）的岩石圈认识，动摇了对华北地台大地构造属性的传统看法；构建了完整的中国东部上地幔岩石分层模型：尖晶石二辉橄榄岩(35-65km)→尖晶石二辉橄榄岩与石榴石二辉橄榄岩相转变带(55-70km) →富铝辉石石榴石橄榄岩（70-120km）→贫铝辉石石榴石橄榄岩（>120－150km）和汉诺坝地区壳-幔边界分层模型：上部下地壳：长英质麻粒岩（25～33km）→下部下地壳：麻粒岩相斜长辉石岩（33～40km）→壳幔过渡带：榴辉岩相石榴辉石岩+辉石岩+尖晶石二辉橄榄岩（40～45km）。

2、其他重要发现点

（1）地幔流体（熔体）包裹体（岩石学与地球化学，附件1：8-9）：在国内首开地幔中CO2流体包裹体微量元素和碳同位素研究，提供了微量不相容元素和稀土元素在CO2流体-熔体包裹体中富集的实验证据；首先在中国东部地幔橄榄岩矿物中发现中酸性硅酸盐熔体包裹体，证明在固体岩石圈地幔温-压条件下形成了中-酸性硅酸盐岩浆，为大陆岩石圈壳-幔相互作用（如华北岩石圈减薄）、地幔近期交代事件、地幔化学非均一性及动力学过程提供直接的证据。(2) 新生代火山岩（岩石学与地球化学，附件1：10）：系统开展中国东部新生代玄武岩的岩石学与年代学研究，提出中国东部新生代玄武岩主要分布于东北－华北裂谷系和东南张裂带，具有喷发活动多期性（始新世、渐新世、中新世、上新世和第四纪）和岩浆多样性特点，包括强碱性、碱性和拉斑系列六种类型，分别由软流圈地幔（石榴石橄榄岩）和岩石圈地幔（尖晶石橄榄岩）不同深度、不同程度部分熔融产生，同时提出原始岩浆的判别标志。长白山天池火山地幔岩浆房和地壳岩浆房具互动式喷发特点，粗面玄武岩浆的结晶分异作用和岩浆混合作用，导致特殊的双峰式火山岩分布和触发火山喷发。

主要完成人： 樊祺诚

本项目研究占据了本人26年工作量的80%以上，参与了该项目的野外地质和室内研究全过程。在第1核心发现点通过壳-幔边界岩石捕虏体的岩石学和年代学研究，提出晚中生代岩浆底侵作用导致地壳垂向增生和壳－幔过渡带形成新观点；在第2核心发现点开展岩石学和高温高压相转变、波速实验等综合研究，提出中国东部岩石圈结构分层模型；在第1重要发现点提出地幔流体包裹体中普遍富集微量元素和碳同位素组成非均一性，发现中国东部大陆地幔普遍存在中酸性熔体包裹体，提供壳-幔相互作用的重要证据；在第2重要发现点提出中国东部新生代玄武岩构造背景、分类、原始岩浆判别标志和起源于地幔不同深度不同程度的部分熔融新认识。

刘若新

本项目研究占据了本人28年工作量的50%以上，参与了该项目大部分的野外地质工作和部分室内研究工作，为本项研究提出重要的指导性意见。在第2核心发现点提出华北新生代高地温（海洋地温）和薄厚度（50-80km）的岩石圈认识，为华北岩石圈减薄提供重要的基础性依据；在第1重要发现点首次应用激光探针二次离子质谱，提供地幔流体富集微量元素的实验证据；在第2重要发现点提出中国东部新生代火山岩的年代学与构造环境。

李霓

对本项目主要学术贡献：本项目研究占据了本人60%以上的工作量，参与该项目的部分野外地质工作和室内研究，主要负责岩相学、矿物学和岩石学鉴定、测试工作。

隋建立

本项目研究占据了本人60%以上的工作量，参与该项目的部分野外地质工作和室内研究，主要负责同位素地球化学、年代学和地幔流体-熔体包裹体的分析测试工作。

孙谦

本项目研究占据了60%以上的工作量，参与该项目的部分野外地质工作和室内研究，主要负责火山地质学和部分样品制备、测试工作。