早期大陸的形成演化及其構(gòu)造機(jī)制一直是固體地球科學(xué)的基礎(chǔ)與前沿科學(xué)主題,對(duì)于深入認(rèn)識(shí)太陽(yáng)系類地行星和地球的起源與發(fā)展、理解現(xiàn)代地球過(guò)程、預(yù)知地球未來(lái)的演變都有重要意義。板塊構(gòu)造是隨著地球殼幔體系的演化和大陸地殼的生長(zhǎng),逐漸發(fā)展、建立、成熟起來(lái)的。大約在2.7-2.5 Ga前隨著全球一批成規(guī)模的穩(wěn)定大陸地殼的出現(xiàn),標(biāo)志著全球構(gòu)造開(kāi)始了從熱構(gòu)造體制向垂向-橫向運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)化,開(kāi)啟了地球系統(tǒng)的一系列重要事件和演變,包括固體圈層的形成與耦合,水與大氣圈層的確立,大氧化事件與生命活動(dòng),大規(guī)模沉積作用包括多次冰期事件和多期次巨量硅鐵建造的沉積等。到了2.0-1.8 Ga,構(gòu)造巖漿活動(dòng)又重新活躍了起來(lái),全球短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了眾多線型造山帶,出現(xiàn)了地質(zhì)歷史上第一個(gè)超大陸,標(biāo)志著早期板塊構(gòu)造開(kāi)始支配全球。由此可見(jiàn),2.7-1.8 Ga是地球歷史上的關(guān)鍵演化期,該時(shí)期不僅塑造了現(xiàn)代板塊構(gòu)造出現(xiàn)之前的全球構(gòu)造格局,直接控制了超大陸的聚合與裂解等,甚至對(duì)于之后地球中年期及現(xiàn)代板塊構(gòu)造體制出現(xiàn),也起到了奠基性的作用。
由于早前寒武紀(jì)地質(zhì)記錄的復(fù)雜性、大部分克拉通地質(zhì)記錄不完整性、加之?dāng)?shù)據(jù)資料和研究覆蓋程度不足,許多重大科學(xué)問(wèn)題仍然亟待深入研究。當(dāng)前更加需要圍繞早期板塊構(gòu)造及其動(dòng)力學(xué)機(jī)制這一核心科學(xué)問(wèn)題,進(jìn)一步闡明早期板塊構(gòu)造不同于現(xiàn)代板塊構(gòu)造的特殊性,深入探究其作用過(guò)程和機(jī)制,提出和完善元古代早期板塊構(gòu)造理論,為發(fā)展板塊構(gòu)造理論提供依據(jù)。
一、科學(xué)目標(biāo)
揭示地球由最初的熱構(gòu)造體制向早期板塊構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變的巖石圈狀態(tài)、地質(zhì)基礎(chǔ)、主要表現(xiàn)、基本過(guò)程、重要環(huán)節(jié)、及其地球動(dòng)力學(xué)機(jī)理;建立早期板塊構(gòu)造的造山模式,準(zhǔn)確刻畫(huà)其構(gòu)造-巖漿-沉積-變質(zhì)作用的特殊性及相互關(guān)系;闡明早期板塊構(gòu)造的基本特征及其與現(xiàn)代板塊構(gòu)造的根本差異,發(fā)展板塊構(gòu)造理論,豐富前寒武紀(jì)地質(zhì)學(xué)的學(xué)科內(nèi)涵,培育新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn),引領(lǐng)本領(lǐng)域前沿研究。
二、研究?jī)?nèi)容
(一)大陸地殼生長(zhǎng)-穩(wěn)定化與早期板塊構(gòu)造的啟動(dòng)。
研究2.7-2.5 Ga花崗-綠巖地體巖漿作用的性質(zhì)和成因;解剖該時(shí)代高級(jí)片麻巖地體,確定其成因及其與更古老地殼的發(fā)展和繼承關(guān)系;在與全球2.7 -2.5 Ga典型花崗-綠巖地體和高級(jí)片麻巖地體的對(duì)比中,揭示早期板塊構(gòu)造開(kāi)始階段的殼-幔相互作用特征。研究從-2.5 Ga開(kāi)始出現(xiàn)的幔源和殼源堿性巖漿巖類的成因。研究該時(shí)代麻粒巖相變質(zhì)作用的類型、PT軌跡及其隨時(shí)代的變化,探討2.5 Ga前后的克拉通化與麻粒巖相變質(zhì)作用的構(gòu)造意義。
?。ǘ┰缙诎鍓K構(gòu)造的變質(zhì)-巖漿作用特征與動(dòng)力學(xué)機(jī)制。
研究古元古代高壓-高溫-超高溫麻粒巖的變質(zhì)作用類型、時(shí)空分布、相互關(guān)系,進(jìn)一步揭示它們與中級(jí)變質(zhì)作用的聯(lián)系,揭示不同類型麻粒巖變質(zhì)作用記錄的造山作用性質(zhì)和過(guò)程,及其與現(xiàn)代板塊構(gòu)造變質(zhì)作用的異同。研究同期幔源和殼源巖漿侵入活動(dòng)和火山活動(dòng),確定巖漿活動(dòng)的性質(zhì)、成因、活動(dòng)范圍及其與高壓-高溫-超高溫變質(zhì)作用的關(guān)系,特別關(guān)注大量S型花崗巖以及類型多樣的碰撞后花崗巖的成因??坍?huà)該時(shí)代構(gòu)造-巖漿-變質(zhì)作用的聯(lián)系、時(shí)空規(guī)律,闡釋其動(dòng)力學(xué)機(jī)制,建立早期板塊構(gòu)造的造山模式。
(三)早期板塊構(gòu)造的淺層響應(yīng)及環(huán)境效應(yīng)。
研究2.45-2.05 Ga的火山-沉積作用的性質(zhì)與規(guī)律,探討大陸穩(wěn)定化后自身的性質(zhì)與構(gòu)造動(dòng)蕩交互作用;厘定休倫冰期和大氧化事件典型沉積記錄,揭示大氧化事件的發(fā)展過(guò)程與表生環(huán)境演化;揭示古元古代雙峰式火山巖及相關(guān)侵入體的巖石成因,探討深部過(guò)程的淺部響應(yīng)機(jī)制;對(duì)比研究古元古代晚期華北和印度南部規(guī)模巨大的變質(zhì)沉積巖系的物源和沉積環(huán)境、揭示其形成過(guò)程中相關(guān)的巨量剝蝕和風(fēng)化過(guò)程的環(huán)境效應(yīng),確定其中富石墨層的成因,探討其形成的構(gòu)造環(huán)境。
?。ㄋ模┰缙诎鍓K構(gòu)造的成礦效應(yīng)。
研究早期陸殼生長(zhǎng)與條帶狀鐵礦(BIF)的關(guān)系,古元古代構(gòu)造體制轉(zhuǎn)折與巨量銅鉛鋅礦的成因聯(lián)系,大氧化事件與蘇必利爾型BIF、硼、鎂等外生礦產(chǎn)的關(guān)系。特別關(guān)注板塊構(gòu)造啟動(dòng)階段特色沉積礦床與大型層狀侵入體相關(guān)的Fe-Ti-Cr礦床,最早的斑巖型礦床的出現(xiàn)機(jī)理和硫化物礦床成礦譜系。
三、申請(qǐng)注意事項(xiàng)
?。ㄒ唬┥暾?qǐng)書(shū)的附注說(shuō)明選擇“大陸地殼演化與早期板塊構(gòu)造”。
(二)申請(qǐng)人申請(qǐng)的直接費(fèi)用預(yù)算不得超過(guò)2000萬(wàn)元/項(xiàng)(含2000萬(wàn)元/項(xiàng))。
(三)本項(xiàng)目由地球科學(xué)部負(fù)責(zé)受理。