我国加大地球内部水分布和效应基础研究
重点研究水在矿物、流体和熔体之间的分配及对壳幔矿物岩石物理性质的影响等
来源:中国矿业报
作者:甲丁
发布时间:2015-02-11
近日,国家自然基金委发布2015年度国家自然科学基金项目重大项目和国际(地区)合作与交流项目指南。其中,重大项目地球科学领域,将重点支持《地球内部水的分布和效应》项目,资助期限为5年(2016年1月~2020年12月),资助经费2000万元。
该项目将以认识地球内部水的分布和效应为目标,建立地壳和地幔矿物岩石水的含量、种型和氢氧同位素组成的基本图像;确定不同温度、压力和化学组成条件下水在共存矿物之间和矿物与熔体之间的水分配行为;确定水对岩石和矿物相变、物性和变形的影响。在此基础之上,查明水在地球内部分布和迁移的基本规律,深化对地球内部水的物理化学效应的认识,为研究深俯冲地壳岩石脱水、矿物相变、岩石变形、深源地震、板片熔融、地幔交代、地幔熔融、分离结晶、火山喷发等一系列地质过程提供制约。
该项目研究内容包括三部分:一是水在矿物、流体和熔体之间的分配及其电导率效应。确定高温高压条件下重要地壳造岩矿物之间与矿物和熔体之间的水分配系数,确定不同水含量矿物岩石在高温高压条件下的电导率及不同成分流体的电导率,探索大陆岩石圈深度水的迁移和演化及其对地球电性结构的影响。
二是水对壳幔矿物岩石物理性质的影响。确定水对壳幔矿物流变强度、变形组构和岩石破裂的影响及其与深源地震之间的联系。确定高温高压条件下水对地幔矿物弹性模量、地震波速和地震波各向异性的影响,为解释地幔速度结构提供依据。
三是大陆岩石圈水的分布及其效应。确定大陆岩石圈中不同成分和类型高温高压矿物岩石的水含量和氢氧同位素组成,识别矿物岩石中水的存在形式及其对大陆稳定性的影响,探索俯冲带不同深度条件下流体释放的机制、时间、规模及其地球化学效应。
国际(地区)合作与交流项目2015年度地球科学部鼓励研究领域包括:全球变化与地表过程,环境污染及其效应,人类活动的生态环境效应,成矿成藏系统与机理,板块边界过程,地球深部过程与表层过程的耦合关系,日地能量传输过程及其对人类活动的影响,水循环与生态水文过程,天气与气候系统变化的机制及数值模拟,亚洲季风、干旱环境系统与全球环境变化,地质灾害机理、监测预警与风险防控,重要生物类群的起源和重大演化事件及其环境背景,极端环境下的生命过程,海洋多尺度相互作用动力过程及其机理,海洋生态系统与生态安全。工程与材料科学部鼓励研究领域包括能源材料、资源循环与清洁冶金、能源高效利用和环境、水资源与水环境、城市水环境与水质安全、土木工程防灾、深海工程等。