2016年04月08日 星期五

交流动态

中国地质科学院地质研究所赴爱尔兰都柏林圣三一学院合作交流的总结报告

来源:地调局地质所 作者:李舢 发布时间:2019-11-26

一、出访任务背景与简况

(一)任务背景

目前我所李舢副研究员参与国家自然科学基金项目“北疆及邻区深部新老地壳时空分布架构及其成矿制约(U1403291)”,基地与人才项目“大兴安岭南段中生代浅部物质的再循环对花岗岩源区的影响(JB1702)”,和科技部深地资源专项“中国北方东部复合造山带岩石圈三维格架与成矿地质背景(2017YFC0601301)”。执行以上项目的研究任务,需要开展中亚增生造山带和爱尔兰加里东碰撞造山带各构造带花岗岩类独居石、磷灰石和锆石的U-Pb定年、稀土元素(REE)地球化学特征等实验,对解决全球造山带物质组成、成因机制、岩浆热事情和构造抬升剥蚀等重大关键问题至关重要,将为造山带构造隆升研究做出贡献。

李舢副研究员与爱尔兰圣三一学院地质系主任的David Chew教授长期以来一直保持密切的合作关系。同时,爱尔兰圣三一学院地质系同位素实验室充分具备上述所有与实验的条件和要求,李舢副研究员也将对中亚造山带的典型样品进行试验分析,并共同撰写文章。

为了更好的完成项目研究内容,取得较好的创新成果,并应David Chew教授的邀请,我所派李舢副研究员1人于2019630日—828日期间赴爱尔兰圣三一学院地质系同位素实验室开展实验测试和合作交流,主要任务包括:中亚造山带各构造带的典型样品进行独居石、磷灰石、锆石U-Pb定年和REE同位素测试;同时与David Chew教授商讨下一步有关全球造山带的构造热演化历史的合作计划和具体事宜。

(二)研究背景

研究地壳隆升剥蚀过程对了解造山带的演化及找矿具有重要意义。地壳隆升剥蚀的研究方法主要为构造热年代学研究。不同矿物的同位素体系封闭温度不同而导致记录的同位素年龄也存在差异,这一特征能够反映地质体的冷却历史(Hart1964)Dodson (1973) 在此基础上提出了矿物封闭温度的概念,建立了矿物同位素冷却年龄理论,并得到了良好应用。目前,构造热年代学方法已经被广泛应用于造山带和花岗岩体相关的剥露-抬升历史研究,定量的确定造山带和岩体的侵位年龄、抬升和剥蚀速率。

中亚造山带南缘发育大规模的中生代岩浆-成矿作用,目前仍以大量的高温锆石U-Pb年代学研究为主。然而,岩体的低温热年代学研究相对薄弱,制约了对该区中生代以来的热历史和剥蚀-隆升历史以及探矿潜力的完整认识。李舢长期以来一直在中亚造山带南缘进行研究,目前已发表SCI论文13篇,对该地区具有良好的研究基础。此次出访,李舢将与爱尔兰都柏林圣三一学院地质系主任David Chew教授合作,通过中低温热年代学研究,建立花岗岩体的侵位-隆升剥蚀过程pTt轨迹,探讨不同时期典型岩体的冷却固结历史以及隆升机制。

申请人与该校地质系主任,也是该实验室主任David Chew教授有长期的合作研究基础,并共同撰写了多篇文章。更加重要的是在201810月份申请者有幸邀请了David Chew来地质所进行交流访问,并对磷灰石热年代学做了精彩的报告。因此也受David Chew邀请回访都柏林圣三一学院,深化双方的合作研究。

             图1. 李舢和都柏林圣三一地质系主任 David Chew教授共同参观实验室

二、主要收获

(一)共同发表文章

在爱尔兰圣三一学院访问期间,与系主任David Chew教授多次交流和讨论合作内容,并共同撰写和投稿了一篇国际顶尖SCI文章(Tectonics),目前已接收并发表。

(二)磷灰石、榍石、独居石等U-Pb定年和微量分析

爱尔兰都柏林圣三一学院(Trinity College Dublin)是公认的爱尔兰最优秀大学,至今已有400多年历史,是爱尔兰最古老的大学、亦是不列颠及爱尔兰八所古典大学之一。该校地质系拥有两台先进的LA-ICPMS仪器,一台高端ICP-OES仪器和一台ICP-MS仪器,是世界上较早开发磷灰石、榍石、独居石等副矿物定年的实验室,甚至中国科学院地质与地球物理研究所磷灰石定年的标样都是来自该实验室,凸显了圣三一学院该实验的权威性和重要性。

期望通过中亚造山带大兴安岭地区中生代的典型花岗岩岩体(S型、I型和A型以及复式岩体)的锆石、磷灰石、榍石和独居石U-Pb年代学合作研究,期望揭示不同构造演化阶段岩体的热演化及其隆升历史,从而估算大兴安岭山脉的隆升幅度和速率。对于重建中亚造山带东段的造山过程具有重要的科学意义。

在爱尔兰圣三一学院访问期间利用该系LA-ICPMS进行了约10天的磷灰石、7天榍石和3天独居石U-Pb定年,并利用Lolite软件进行了数据预处理,取得了较好的结果。为了节省访问时间,和提高访问效率,大部分数据将在国内进行处理(每一个样品将需要处理半天时间、大约完成了40个样品的分析测试,约需要处理15天)。预期今后将会发表好的研究成果。

(三)与爱尔兰都柏林大学地质系(爱尔兰同位素地球化学国家实验中心)建立的合作意向

此次出访期间与都柏林大学地质系前主任,现在爱尔兰同位素地球化学国家实验中心主任Stephen Daly教授达成了进一步的合作意向,对于下一步的合作研究不同造山带不同成因类型的花岗岩成因以及同位素分析有了初步意向。Stephen Daly教授也接受了李舢的邀请,将在今后访问地质研究所,进行合作交流。

(四)共同撰写了两篇高质量文章及下一步合作意向

在爱尔兰圣三一学院访问期间与David教授共同撰写了两篇文章,目前一篇文章已经投稿,另一篇文章正在修改中。在爱尔兰圣三一学院访问期间经过了多次讨论与反复修改,共同完成了上述两篇文章。并探讨了双方下一步在构造热年代学上的合作研究意向。

三、启示与建议

1)继续开展构造热年代学合作研究

2)围绕全局工作安排,进一步加强合作

3)共同撰写并发表高水平文章

4)建议联合培养研究生