[00119773]峨眉山地幔柱及其成矿作用

该项目属于地球科学的基础研究。地幔柱假说是弥补板块构造学说侧重于水平运动、忽略垂向运动的不足而提出的，不仅为大火成岩省（LIP）的形成提供了动力学机制，地幔柱对镍、钒、钛、铂族元素等战略资源的超常富集起到了决定性的作用，大规模、快速的火山喷发也导致大气圈的变化，影响生物圈的演化，因此地幔柱是开展地球系统科学研究的重要前沿。然而，由于其预测的一些地质现象未被实际观察所证实，地幔柱假说受到质疑。该项研究正是在关于地幔柱大辩论的国际学术背景下展开的，通过对中国西南二叠纪峨眉山大火成岩省的综合研究，取得了一系列在国际学术界产生重要影响的开创性成果，为完善地幔柱理论、建立地幔柱成矿系统做出了实质性贡献。突出的成果包括：1）首次发现峨眉山玄武岩下伏茅口灰岩存在差异剥蚀，且其等厚线呈似圆状分布，证明大规模火山喷发前发生过快速、公里级的地壳穹状隆起，隆升的时间、幅度和形态与理论模型预测高度吻合，为峨眉山地幔柱和国际地幔柱大辩论提供了诊断性证据，被国际权威称为地幔柱导致地壳动力抬升的最佳地质记录。2）率先提出基于茅口灰岩剥蚀程度的峨眉山LIP分区方案和峨眉山玄武岩分类方案，并限定低钛和高钛玄武岩的成因条件，发现两者分别位于峨眉山LIP的内带和中带，以及地壳厚度从内带→中带→外带逐渐降低的趋势。发现峨眉山LIP地壳深部结构、地壳浅部穹窿和玄武岩类空间分布之间的协同变化规律，揭示了地幔柱影响地球多层圈系统变化的本质。3）提出了解决峨眉山玄武岩定年难题的新方法，证明峨眉山LIP顶部的酸性火山岩、宣威组底部碎屑岩和中晚二叠纪界线粘土岩下层为一个区域等时界面，率先确定峨眉山LIP主喷发期年龄为～259 Ma，主喷发时限＜1Ma，为揭示峨眉山LIP与end-Guadalupian生物灭绝之间的联系提供了关键的年代学证据。4）揭示了峨眉山LIP成矿多样性的内在控制因素，阐明了峨眉山LIP高钛和低钛系列岩浆成矿作用专属性，前者与钒钛磁铁矿床有关，后者与铜镍硫化物矿床有关；建立了不同类型岩浆铜镍硫化物矿床的成因模式，深化了地幔柱成矿系统的认识。该项目共发表论著63篇（部），其中SCI论文41篇。主要成果被SCI论文他人正面引用1551次，10篇代表性论文被SCI他引863次，其中3篇为ISI Top 1%论文，相关成果和研究方法得到了地幔柱学术权威的高度评价，在国际地幔柱大辩论中发挥了积极的作用，显著提升了中国科学家在地幔柱及其成矿作用领域的国际地位，完成人中有三人获得国家杰出青年基金，四人进入ISI全球地学高引用率科学家名录。研究团队获国家基金委“地幔柱”优秀创新群体的支持。11人次在国际主流刊物和国际学术组织任职，并多次在国际会议上做主题报告，应邀在国际主流学术期刊上主编专辑3部。