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地球科学学院“大学生创新创业训练计划” 国家级优秀项目(已结题)展示——孙国正组

时   间:2015-11-27


项目名称

    斐济新生代shoshonite的成因

指导教师

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许文良教授为团队的指导老师,对项目给予了大力支持与悉心指导。


许文良,矿物学博士,教授,博士生导师。

近年来一直从事火成岩岩石学和大陆动力学工作,为吉林大学地学院岩石学专业学科带头人。曾获“国务院特殊津贴”、“长白山学者”等荣誉。主持完成多项国家自然科学重点基金项目、 并作为项目骨干完成多项“973”项目。2008年入选“全国百篇具有国际影响论文”,2012年获教育部自然科学一等奖(第一获奖人),2014年入选Elsevier“地球和行星科学”领域中国高被引学者榜单。

团队成员


团队由五名成员组成,均为2012级本科生,分别就读于地质学和资源勘查工程专业。

负责人:孙国正

组员:程思雨、韩砚丰、李晓磊、赵娜

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孙国正:学习刻苦,曾获“国家奖学金”、“一等奖学金”、“东荣奖学金”、“中科院人才奖学金”等荣誉。最终的排名为专业第二名。曾参加吉林大学第四届地质技能竞赛,并获“一等奖”。他一直坚信“业精于勤”,曾任学生会学习部副部长,曾跟随育苗支教前往贵州山区支教。此外,他多次代表地学院参加吉林大学乒乓球锦标赛,并获男子团体第一名、男子单打第六名的优异成绩,得到学院师生的一致好评。作为该项目负责人,他积极与导师沟通,阅读了大量斐济地区的地质资料,潜心分析地球化学数据,并组织团队成员有序实施该项目,最终顺利结题。

赵娜:学习成绩优异,专业排名第一,曾获“国家奖学金”,“校优秀学生”等荣誉,擅长运用各种的地学软件,主要负责地球化学图件的制作。

程思雨:学习认真努力,曾获“国家励志奖学金”,“院优秀学生干部”等荣誉。工作细致入微,主要负责文献查询工作。

韩砚丰:具有较强的集体意识,组织协调能力较强。曾任学院社联主席,“蒲公英志愿者协会会长”等,在学生工作方面表现突出,曾获“校二等奖学金”、“单项奖学金”、“校优秀学生干部”等荣誉。

李晓磊:刻苦努力,成绩优秀,曾进入辽宁有色地质局和中国建设银行进行实习实践活动,拥有丰富的工作经验与实践能力。


项目基本情况


探索成熟岛弧区Viti Levu新生代shoshonite的岩浆演化过程及其源区性质。

斐济位于太平洋板块与印-澳板块边界的特殊块段内,在该区,板块边界是不连续的,斐济是汇聚板块边界内复杂沟—弧—盆体系中的一个岛弧。传统观点认为钾玄岩一般形成于板内环境,但对岛弧钾玄岩的成因研究很少。团队成员在许文良教授的带领下,努力探索地学前沿问题,于2014年4月申请了该项目,顺利立项并获国家级资助。在岩相学研究的基础上,制订详细而严密的实验方案:矿物微区主微量元素分析(电子探针、ICP-MS)、全岩主微量元素分析(XRFICP-MS)、全岩Sr-Nd同位素分析(Trition TI)、斜长石的Sr同位素分析(LA-MC-ICP-MS)。通过查阅大量的文献资料,并结合地球化学图件的分析,在已知Fiji新生代大地构造背景的基础上,初步判定了Viti Levu新生代shoshonite的岩浆演化机制和岩浆源区性质。作为一种参考模式,因此具有重要科研意义。该项目于20155月顺利结题。



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西南太平洋大地构造地貌图        镜下图

项目成果简介


Ø  斐济新生代shoshonite形成于印-澳板块俯冲于太平洋板块之下的构造环境中;

Ø  斐济新生代shoshonite的岩浆演化机制是镁铁质矿物的分离结晶作用,主要证据有三点:

1. 岩相学分析

整体为斑状结构,斑晶主要有斜长石(可见环带)、单斜辉石、橄榄石,斑晶的自形程度较好,据此推测它们是岩浆演化早期分离结晶的产物。

2. 矿物微区痕量元素分析

分别作出单斜辉石和橄榄石关于CrNi的分异图解,根据微量元素的“指纹效应”,可以看出该shoshonite与地幔橄榄岩的不同,说明该斑晶不是地幔捕掳晶,而是岩浆演化早期分离结晶的产物。

3. 全岩主量元素分析

Harker图解中可以看出主量元素氧化物与MgO之间的相关性,这种相关性主要受控于单斜辉石和橄榄石的分离结晶作用,进一步表明斐济新生代shoshonite的岩浆演化机制为镁铁质矿物的分离结晶作用。

Ø  斐济新生代shoshonite的岩浆源区为富水流体交代的亏损型的岩石圈地幔,主要证据如下:

1. 全岩主量元素分析

在TAS图中所有样品都落入碱性岩系列,属于玄武质岩浆,为地幔来源。

2. 全岩微量元素分析

从稀土元素配分图解和微量元素蛛网图中可以看出,钾玄岩富集轻稀土和大离子亲石元素(RbKBaSr等),亏损重稀土和NbTaZrHfTi等高场强元素,与来源于俯冲带岩石圈地幔的岩石地球化学特征一致。

3. 全岩的Sr-Nd同位素分析

ShoshoniteεNd值在7-9之间,说明其岩浆源区为亏损型岩石圈地幔。











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