項(xiàng)目簡介：   所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域：地球化學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)與巖石學(xué)。

主要內(nèi)容：地殼和上地幔是最可能直接影響人類生存的固體地球圈層。大陸地殼組成與殼幔交換作用的物理和化學(xué)過程是地球動力學(xué)研究的主題之一，是當(dāng)今地球科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。本項(xiàng)目以華北克拉通及其相鄰秦嶺－大別－蘇魯超高壓變質(zhì)帶為研究基地，通過多學(xué)科結(jié)合和廣泛國際合作，圍繞大陸地殼結(jié)構(gòu)、組成和殼幔交換作用的關(guān)鍵科學(xué)問題開展了深入研究，在大陸地殼組成、榴輝巖下地殼拆沉再循環(huán)作用、上地幔動態(tài)部分熔融、俯沖榴輝巖脫水熔融、榴輝巖流變學(xué)及其動力學(xué)效應(yīng)等方面取得了系統(tǒng)原創(chuàng)性新成果，成果在國際上得到廣泛反響。本項(xiàng)目研究成果已發(fā)表論文55篇，SCI檢索刊物論文49篇，其中有3篇第一作者論文發(fā)表在Nature上，二篇分別獲得Nature封面和扉頁小封面。發(fā)表在影響因子大于3.0的國際地球科學(xué)重要刊物上的論文13篇。

科學(xué)價(jià)值：元素豐度是地球化學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和研究基礎(chǔ)，本研究為認(rèn)識大陸的形成演化和成礦作用提供了新的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，豐富了元素豐度研究。在下地殼拆沉再循環(huán)作用、上地幔動態(tài)部分熔融、俯沖帶榴輝巖脫水熔融、榴輝巖流變學(xué)及其動力學(xué)等重要地球動力學(xué)問題方面取得了系統(tǒng)原創(chuàng)新成果。這些成果推動了國際大陸地殼組成和殼幔交換作用研究，為我國殼幔交換動力學(xué)研究在國際上占一席之地做出了重要貢獻(xiàn)，為建立大陸動力學(xué)理論提供了新的認(rèn)識，對揭示我國東部中生代大規(guī)模成礦作用的地球動力學(xué)背景提供了新的科學(xué)依據(jù)。

同行引用評價(jià)情況：本項(xiàng)目成果被SCI他人引用833次。4篇論文分別被Nature專文評述；作為國際建立的地球的地球化學(xué)參考模型（Geochemical Earth Reference Model）中大陸地殼主要數(shù)據(jù)之一；成為近兩年發(fā)表的全球地球科學(xué)論文中引用率居第14位的熱點(diǎn)文章；及2000－2004年國際地球科學(xué)領(lǐng)域Top 1％的高引用頻次論文，并是華北克拉通巖石圈地幔演化這一近年國際地球科學(xué)前沿研究領(lǐng)域中4篇核心論文中引用次數(shù)最高的文章。

主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)： （1）通過對華北克拉通中生代火山巖的研究，發(fā)現(xiàn)和提出了下地殼拆沉再循環(huán)作用這一重要地球動力學(xué)過程的直接新證據(jù)，發(fā)展了拆沉作用示蹤方法，為中國東部中生代強(qiáng)烈?guī)r漿活動和殼幔交換與大規(guī)模成礦作用的地球動力學(xué)背景提供了新認(rèn)識。學(xué)科分類：地球內(nèi)部化學(xué)。成果發(fā)表在Nature上，見代表性論文1。

（2）通過動態(tài)條件下的地幔（以華北地區(qū)漢諾壩典型地幔包體為代表）高溫高壓熔融實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)初始玄武質(zhì)熔體不僅象靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，呈孤立狀態(tài)賦存于橄欖石礦物三連點(diǎn)位置，而且在應(yīng)力驅(qū)動下大量沿橄欖石礦物顆粒邊界呈熔體薄膜形式分布，從而引起礦物邊界濕潤，連結(jié)力減弱，加速物質(zhì)擴(kuò)散和流動，改變上地幔物質(zhì)的物理性質(zhì)（粘度、波速及電性）。上述發(fā)現(xiàn)對認(rèn)識上地幔部分熔融作用和地球動力學(xué)過程具有廣泛意義。學(xué)科分類：構(gòu)造地質(zhì)學(xué)。成果作為封面文章發(fā)表在Nature上，并配有同期Nature評論，見代表性論文2。

（3）通過對蘇魯榴輝巖高溫高壓實(shí)驗(yàn)，首次揭示了榴輝巖綠輝石和石榴石的晶格缺陷中可能含有的大量結(jié)構(gòu)水（OH）在一定溫壓條件下可以發(fā)生動力學(xué)不穩(wěn)定性而在顆粒邊界析出并形成微量熔體，從而導(dǎo)致巖石有效壓應(yīng)力的下降并誘發(fā)高壓下巖石脆性破裂，提出這是解釋洋殼俯沖帶中等深度地震活動和板塊斷離拆沉的新機(jī)制。學(xué)科分類：構(gòu)造地質(zhì)學(xué)。成果發(fā)表在Nature上，并作為扉頁小封面，見代表性論文3。

（4）在大陸地殼結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分研究領(lǐng)域取得了具有世界意義的成果，獲得了中國南、北秦嶺造山帶和華北與揚(yáng)子克拉通以及中國中東部上、中、下地殼和地殼整體 63種元素的豐度值，成果已成為國際建立的地球的地球化學(xué)參考模型中大陸地殼的主要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之一。發(fā)現(xiàn)中國東部下地殼具獨(dú)特的雙層結(jié)構(gòu)和中性的總體成分，明顯不同于全球單層基性下地殼模型，演化程度明顯較高，為認(rèn)識中國東部地殼的形成、演化與成礦作用提供了基本地球化學(xué)制約。通過對華北漢諾壩包體的詳細(xì)研究，第一次為大陸地殼高鎂成分特征源于長英質(zhì)熔體與地幔橄欖巖反應(yīng)的成因模型提供了實(shí)證。發(fā)展了利用花崗巖Pb同位素示蹤地質(zhì)歷史時(shí)期地殼結(jié)構(gòu)和組成的方法，并成功用于對秦嶺－大別造山帶的研究。學(xué)科分類：元素地球化學(xué)。成果發(fā)表在代表性論文4，5，6，9，10中。

（5）通過對大別榴輝巖的高溫高壓實(shí)驗(yàn)，建立了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的超高壓榴輝巖流變學(xué)方程，為榴輝巖質(zhì)巖石圈板塊斷離和拆沉的成因提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)，揭示了下地殼榴輝巖單獨(dú)拆沉難以發(fā)生，需與下覆的巖石圈地幔作為一個(gè)整體才有可能拆沉。學(xué)科分類：構(gòu)造地質(zhì)學(xué)。成果發(fā)表在代表性論文7中。

（6）通過對產(chǎn)于華北克拉通早古生代金伯利巖和新生代玄武巖中地幔包體Re-Os同位素的對比研究，證實(shí)前者屬太古宙地幔，后者具現(xiàn)代對流地幔特征，深化了對華北克拉通巖石圈地幔演化的研究。學(xué)科分類：地球內(nèi)部化學(xué)。成果見代表性論文8。

主要完成人：

1.  高山

（1）項(xiàng)目主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)1的主要學(xué)術(shù)思想提出者，負(fù)責(zé)火山巖的野外、巖相學(xué)、鋯石定年、電子探針分析，為代表性論文1的執(zhí)筆人。（2）主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)4中大陸地殼元素豐度研究主要學(xué)術(shù)思想提出者，野外采樣主要完成人之一，負(fù)責(zé)豐度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，為代表性論文4、5的執(zhí)筆人。（3）主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)6的主要學(xué)術(shù)思想提出者之一，為樣品采集和Re-Os同位素分析主要完成者，為該文執(zhí)筆人之一。通過以上研究完成人投入本項(xiàng)目的工作量為70％。：（027）67883040，傳真：（027）67883002

E-mail: gaoshan@cug.edu.cn

2.  金振民

（1）項(xiàng)目主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)2的主要學(xué)術(shù)思想提出者，完成全部樣品采集、加工和實(shí)驗(yàn)，為代表性論文2的執(zhí)筆人。（2）項(xiàng)目主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)5的主要學(xué)術(shù)思想提出者，完成全部樣品采集、加工和實(shí)驗(yàn)，為代表性論文7的執(zhí)筆人。（3）項(xiàng)目主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)3的主要學(xué)術(shù)思想提出者之一，參加部分樣品采集、加工和實(shí)驗(yàn)工作。通過以上研究完成人投入本項(xiàng)目的工作量為70％。

3.  章軍峰

項(xiàng)目主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)3的主要學(xué)術(shù)思想提出者之一，參加樣品采集和加工，負(fù)責(zé)主要實(shí)驗(yàn)工作，負(fù)責(zé)大別－蘇魯榴輝巖名義上不含水礦物水含量的紅外光譜研究，為代表性論文3的執(zhí)筆人之一。通過以上研究完成人投入本項(xiàng)目的工作量為65％。

4.  劉勇勝

（1）負(fù)責(zé)項(xiàng)目主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)4中漢諾壩下地殼包體的研究，是相關(guān)學(xué)術(shù)思想的提出者，為代表性論文9和10的執(zhí)筆人。（2）項(xiàng)目主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)1野外工作參加人之一，負(fù)責(zé)Sr－Nd同位素模擬。（3）項(xiàng)目主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)6野外工作參加人之一，完成部分樣品元素分析。通過以上研究完成人投入本項(xiàng)目的工作量為65％。

5.  張宏飛

主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)4中花崗巖Pb同位素示蹤地質(zhì)歷史時(shí)期地殼結(jié)構(gòu)和組成的方法學(xué)術(shù)思想提出者，并用于對秦嶺－大別造山帶的研究；花崗巖樣品野外采集和花崗巖元素豐度研究主要完成人；為代表性論文6的執(zhí)筆人。通過以上研究完成人投入本項(xiàng)目的工作量為60％。（027）67884742，傳真：（027）67883002

6.   E-mail: hfzhang@cug.edu.cn

10篇代表性論文：

1.   Recycling lower continental crust in the North China craton / NATURE

2.   Melt toplology in partially molten mantle peridotite during ductile deformation / NATURE

3.   Faulting induced by precipitation of water at grain boundaries in hot subducting oceanic crust / NATURE

4.   Chemical composition of the continental crust as revealed by studies in East China / GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA

5.   How mafic is the lower continental crust? / EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS

6.   Geochemical and Sr-Nd-Pb isotopic compositions of Cretaceous granitoids: constraints on tectonic framework and crustal structure of the Dabieshan ultrahigh-pres sure metamorphic belt, China / CHEMICAL

7.   Eclogite rheology: Implications for subducted lithosphere / GEOLOGY

8.   Re-Os evidence for replacement of ancient mantle lithosphere beneath the North China craton / EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS

9.   Melt-peridotite interactions: Links between garnet pyroxenite and high-Mg# signature of continental crust / EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS

10.  Geochemistry of lower crustal xenoliths from Neogene Hannuoba Basalt, North China Craton: Implications for petrogenesis and lower crustal composition / GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA