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—— 第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼 ——

  近20年来,对超高压变质和大陆深俯冲作用的研究是大陆动力学研究最重要的进展之一。按照传统的板块构造学说,大陆地壳因其密度低,不可能俯冲到高密度的地幔中。1984年,地质学家在欧洲的变质大陆地壳岩石中发现了超高压变质矿物柯石英,证明大陆地壳浅部的某些岩石曾俯冲到了至少80km深的地幔,然后折返露出地表。这一发现改变了传统的地球动力学观念。地质家们立即意识到,大陆深俯冲及其折返过程必然会对大陆板块汇聚边界的结构、组成和演化造成巨大影响,深入研究大陆深俯冲和折返过程,能为发展和完善板块构造学说,使之能准确涵盖大陆地质,提供重要的科学依据和学术思想。

  大别山-苏鲁超高压变质带是扬子陆块在三叠纪向华北克拉通之下俯冲变质形成的。1987年,含柯石英的超高压变质陆壳岩石在我国的大别山中也被发现,随后的研究证实大别山-苏鲁造山带发育有全球规模最大、出露最好的超高压变质带。这使国际超高压变质研究迅速升温,中国地质学家不失时机地投入到这一前沿研究领域。自1987年始,国家自然科学基金委员会持续设立了多项课题,对大别山-苏鲁超高压变质带和华北克拉通南缘的中生代幔源岩浆岩及其捕虏体/晶进行了系统的研究。其中,中国科学院地质与地球物理研究所由丛柏林、叶凯、张宏福、王清晨、杨建军和刘景波等组成的研究集体早在1987年即承担了我国第一个超高压变质研究基金项目,随后先后承担了“八五”重点项目“大别山-苏北-胶东南超高压变质岩带及其大地构造意义”(批准号:49132040)、“九五”重点项目“大别山-苏鲁地区超高压变质作用与形成环境”(批准号:49794042)、国家杰出青年基金项目“大别-苏鲁超高压变质作用”(批准号:40025210)和“华北东部中生代幔源岩石及其包体对岩石圈减薄的制约”(批准号:40225009)等。

  这些项目在以下方面取得了一系列在国际上产生重要影响的系统性和创新性成果:

  1)论证了大陆地壳物质能够俯冲到大于200公里的深度,突破了由柯石英和金刚石的发现所厘定的80-120公里的陆壳俯冲深度。2)论证了大规模的大陆地壳整体经历了深俯冲作用,结束了国际上多年的超高压变质岩“异地说”/“原地说”之争论;提出了超高压变质地体三阶段折返模型,修正了此前在国际学术界长期盛行的单阶段折返模型。3)论证了大别-苏鲁大陆深俯冲造成华北中生代岩石圈地幔的高度化学不均一性,并首次将华北南缘岩石圈地幔的演化与扬子北缘大陆深俯冲结合了起来,为研究华北岩石圈的破坏和减薄作用的动力学来源提供了证据。4)论证了大陆深俯冲和折返过程中存在强烈的熔/流体活动,改变了大陆深俯冲过程中缺乏熔/流体活动的传统认识。这些成果为国际学术界准确认识超高压变质和大陆深俯冲作用及其对周边板块的影响提供了关键科学依据,为发展和完善板块构造学说,使之能准确涵盖大陆地质,提供了重要的学术思想。

  该研究集体在国内外刊物上发表了80篇SCI收录论文,这些论文被SCI刊物他引1800余次。其中8篇代表性论文被SCI刊物他引600余次。部分研究工作成为本领域的代表作,4篇论文被认定为Top 1%论文。根据美国科技信息研究所Essential Science Indicaters的统计,2000-2005年“大别-苏鲁超高压变质带研究”共有18篇论文入选Top 1%论文,该集体贡献了其中最具影响的前5篇论文中的2篇。这些成果显著提升了中国科学家在大陆深俯冲研究领域的国际影响和地位。该研究集体于1995年成功主办了第3届国际榴辉岩野外学术研讨会,并竞争到第8届国际榴辉岩大会(2009年)在中国的主办权。

  以这些项目和成果为依托,由叶凯、张宏福、王清晨、杨建军和刘景波申报的《大别山-苏鲁大陆深俯冲及其对华北克拉通的影响》项目获2009年度国家自然科学奖二等奖。

 

编委名单
名誉主任:陈宜瑜
主  任:何鸣鸿
委  员:高瑞平 王铁强 王长锐 韩 宇 郑仲文 韩建国 唐先明 高体玙
     汲培文 梁文平 杜生明 宋长青 黎 明 张兆田 李一军 冯 锋
主  编:何鸣鸿
副 主 编:高瑞平
责任编辑:张香平 沈林福

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