夏群科
1. 中国东部幔源矿物结构水的检测和含量的分析。 2. 大别山超高压榴辉岩的含水性研究。 3. 地幔氢同位素研究。 4. 名义上无水矿物中微量结构水的氢氧同位素测定。
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- 姓名:夏群科
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学术头衔:
博士生导师
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学科领域:
地球化学
- 研究兴趣: 1. 中国东部幔源矿物结构水的检测和含量的分析。 2. 大别山超高压榴辉岩的含水性研究。 3. 地幔氢同位素研究。 4. 名义上无水矿物中微量结构水的氢氧同位素测定。
夏群科,1972年出生,1998获博士学位。中国科技大学地球与空间科学学院教授、博士生导师。现为中国矿物岩石地球化学学会化学地球动力学专业委员会委员。主持多项国家自然科学基金课题,获得2004年度“侯德封青年科学家奖”,2005年度“金锤奖”2004年入选“教育部新世纪优秀人才支持计划”。
国内最早进行深部矿物含水性工作,并率先开展了地幔矿物的氢同位素研究。在这两个领域都取得了一系列创新性成果,5年来的主要工作和成就表现在以下几个方面:
1. 中国东部幔源矿物结构水的检测和含量的分析。
2. 大别山超高压榴辉岩的含水性研究。
3. 地幔氢同位素研究。。
4. 名义上无水矿物中微量结构水的氢氧同位素测定。
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【期刊论文】大陆深俯冲过程事的水:“名义上无水矿物(NAMs)”的信息
夏群科
矿物岩石地球化学通报,2005,24(1):1~6,-0001,():
-1年11月30日
对大别山典型产地榴辉岩中石榴子石和绿辉石的博立叶变换红外光谱(FTIR)观察表明,石榴子石和绿辉石中都含有一定量的结构水,以OH形式赋存。石榴子石中的水含量(H2O. Wt)多为(200-1000)×10-6,可高达2200×10-8;绿辉石中的水含量相对高一些,多在500×10-4以上,最高可达3000×10-5;UHP榴辉岩的全岩水含量可高达1000×10-6。绿辉石的δD值为一67%~—110%。矿物中的水含量和δD值都存在小尺度(同一样品不同颗粒间以及不同样品之间)的不均一性,这不仅表明超高压变质过程中自由流体的活动范围是有限的,而且说明板块的俯冲和折返都是十分快速的。“名义上无水矿物(NAMs)”的结构水含量和分布特征不仅可以示踪大陆深俯冲过程中流体的演化,还可以提供有意义的深俯冲过程的动力学信息。
水, 石榴子石, 绿辉石, 大别山
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【期刊论文】大别山碧溪岭和黄镇榴辉岩中绿辉石的结构水:对原岩性质和动力学过程的制约*
夏群科, 盛英明, 王汝成, 陈小明, 于慧敏, 杨晓志
Acta Petdrologica Sinica 岩石学报,2004,20 (5): 1~8,-0001,():
-1年11月30日
运用傅立叶变换红外光谱(FTIR)技术,对大别山碧溪岭和黄镇榴辉岩中的绿辉石进行了详细的结构水观察。绿辉石中普遍含有结构水,以OH一的形式存在,含量可达~2000ppm(H2 O砒)。碧溪岭绿辉石的水含量在露头尺度(~150km)上是不均一的,而黄镇绿辉石是均一的(至少在3 km的尺度上)。碧溪岭绿辉石水含量的不均一分布和黄镇绿辉石水含量的均一分布都反映的是原岩特征,碧溪岭榴辉岩原岩经历的水一岩相互作用是“隧道式”的而黄镇是“弥散式”的。碧溪岭榴辉岩的原岩可能是基性的侵入岩而黄镇榴辉岩的原岩可能是玄武岩。碧溪岭绿辉石的水含量(<1400ppm)明显低于黄镇绿辉石(~1 850ppm),这是原岩水含量差异的体现,原岩性质的不同和经历的水一岩相互作用方式的不同造成了原岩水含量的差异。
结构水, 红外光谱, 绿辉石, 榴辉岩, 大别山
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【期刊论文】超高压变质作用不同阶段的流体变化:碧溪岭榴辉岩的氢、硼同位素分析*
夏群科, 盛英明
Acta Petdrologica Sinica 岩石学报,2004,20 (3): 677~684,-0001,():
-1年11月30日
大别山碧溪岭榴辉岩中有三种含水矿物:多硅白云母、角闪石和黑云母,它们分别是超高压(uHP)阶段(即柯石英榴辉岩相阶段)或者石英榴辉岩相阶段、退变质后成合晶阶段和角闪岩相退变质阶段的产物,本文利用离子探针技术对它们进行了氢同位素和硼同位素的分析。三矿物内部的同位素组成都是均一的,多硅白云母的8D为一105‰±9‰,8n B为一25.9%D±2.O%D;角闪石的8D为一100%D±9%D,8u B为一24.4%D±O.9%D;黑云母的8D为一65%D±4%D,8u B为一19.3%D±1.3‰。多硅白云母和角闪石的氢一硼同位素组成在误差范围内是相同的,而和黑云母则有明显的差别,这表明,从uHP阶段或者石英榴辉岩相阶段到随后的后成合晶阶段,变质流体是内部缓冲的,而在角闪岩相变质阶段,则有了外来流体的加入,这个流体是相对富集D和n B的。碧溪岭榴辉岩矿物相对于其地壳原岩表现出低8nB的特征,说明俯冲过程中板块经历了强烈的脱硼。
碧溪岭, 榴辉岩, 氢同位素, 硼同位素, 变质流体
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【期刊论文】大陆深俯冲过程中水分布的不均一性:大别山碧溪岭榴辉岩中石榴石的红外光谱分析
夏群科, 盛英明, 夏群科*, 杨晓志
科学通报,2004,49(1):1~6,-0001,():
-1年11月30日
利用Fourier变换红外光谱技术,对大别山碧溪岭地区10个榴辉岩中的石榴石进行了详细的结构水分析。结果显示, 所有的石榴石中都含有以OH−形式存在的结构水。结构水含量变化范围大,为164-2034μg/g(H2O),多数在500μg/g 以上。因此,与绿辉石一样,石榴石也是超高压榴辉岩中重要的携水矿物。石榴石结构水的含量不仅在同一露头(约150m)不同岩石样品间存在较大差异,而且在同一样品(约1cm)的不同颗粒间也明显不同。水分布的不均一性表明:(1)超高压变质过程中自由流体的活动范围是非常有限的(可能在厘米级的尺度上);(2)板块的俯冲和折返过程都是十分快速的。
结构水,, 石榴石,, 不均一性,, 碧溪岭,, 大别山
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夏群科, Qun-Ke Xia a, *, Luigi Dallai b, Etienne Deloule c
Chemical Geology 209(2004)137~151,-0001,():
-1年11月30日
Clinopyroxene megacrysts hosted by alkali basalts are a common form of mantle material found in Nushan volcano, Anhui Province, SE China. Compositionally, the clinopyroxene megacrysts are Al-rich augites with no intra-mineral chemical zoning. Oxygen and hydrogen isotopic ratios are constant within single clinopyroxene megacrysts, but display large variation among different samples (d18O= 4.9f6.5x; yD=45f111x). Regular covariations among major elements and REEs and similar 87Sr/86Sr (0.70309 to 0.70346) and 143Nd/144Nd (0.512846 to 0.513010) ratios indicate that these clinopyroxene megacrysts were derived from the same source and crystallized in a parent magma similar in composition to their host basalts. Oxygen isotope data constrain the mantle source to be slightly 18O-depleted, likely resulting from interaction with low d18O oceanic crust. Oxygen and hydrogen isotope data define two different compositional groups for the Nushan clinopyroxene megacrysts, suggesting that the parent magma experienced different petrogenetic processes in the course of its evolution to two groups (group I and group II) and crystallized in two different magma chambers possibly located at different depths. The slight increase of d18O and H2O, and constant yD with Mg# values of group I megacrysts imply a simple fractional crystallization process; the relative large increase of d18O and H2O and decrease of yD with Mg# values of group II megacrysts suggest possible lower continental crust contamination and magma degassing during their crystallization. High water contents of some group II clinopyroxenes decoupled from the others possibly resulted from interaction with host basaltic magmas during their ascent to the surface. Therefore, major element, REE content and O–H–Sr–Nd isotopic compositions suggest the following petrogenetic stages: (1) mantle source contamination due to interaction with low d18O material likely being subducted oceanic crust; (2) crystallization of group I clinopyroxene by simple crystal fractionation; (3) crystallization of group II megacrysts during magmatic contamination by lower continental crustal material with high d18O and water degassing from the evolving magma; (4) increase of water content and hydrogen isotopic composition re-equilibration of some group II megacrysts likely due to the interaction with host basaltic magmas during their ascent to the surface.
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【期刊论文】大别山北部黄土岭片麻岩的锆石U-Pb年龄和氧同位素组成:古老的原岩和多阶段历史*
夏群科, 郑永飞, 葛宁洁
岩石学报,2003,19(3):506~516,-0001,():
-1年11月30日
利用阴极发光和离子探针技术,对大别山北部黄土岭片麻岩的锆石进行了内部结构、U-Pb年龄和氧同位素组成的系统分析。黄土岭片麻岩的锆石具有核-幔-边三层结构,核部是原岩的岩浆锆石,形成时代为~2800Ma;幔部是变质重结晶的产物,变质作用的时代为~2000Ma;边部则是在~110Ma从部分熔融体里结晶出来的增生锆石,是受大别山燕山期构造一岩浆事件影响的反映。黄土岭片麻岩和麻粒岩中~2800Ma和~2000Ma的年龄,以及麻粒岩中约3400Ma的残留锆石年龄均可以与扬子崆岭群变质岩对比。由此可以推断,北大别在构造属性上属于扬子板块,扬子与华北板块的缝合线应在北大别以北。锆石的核一幔一边具有不同的氧同位素组成,氧同位素数据表明黄土岭片麻岩的原岩是S型花岗岩,在~2000Ma和~110Ma的事件中都有外来物质(流体或熔体)的加入。
黄土岭片麻岩, 锆石, U-Pb年龄, 氧同位素
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夏群科, XIA Qunke, E. Deloule, WU Yuanbao, CHEN Daogong & CHENG Hao
Chinese Science Bulletin Vol. 47 No. 17 September 2002,-0001,():
-1年11月30日
Oxygen isotopic compositions of zircons from pyroxenite (145 Ma) of Daoshichong, Dabieshan have been measured by an ion microprobe. Both within the single grain and among different grains, oxygen isotopic ratios are homogeneous, δ 18O = (7.66‰0.46)‰ (1 SD, 1 σ=0.10, n=22). High δ 18O values indicate that the mantle-derived parent magma of Daoshichong pyroxenite have undergone interaction with crustal materials. Combing with other geochemical constraints, the way of crust-mantle interaction is suggested to be source mixing other than crustal contamination. The time interval between crust-mantle interaction and formation of the parent magma of Daoshichong pyroxenite is less than several million years. The crustal component involving in crust-mantle interaction is mafic lower crust, and the parent magma of pyroxenite possibly contain large proportion (>37%) of such lower crust.
zircon,, oxygen isotope,, ion microprobe,, Daoshichong,, Dabieshan.,
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【期刊论文】Anomalously high DD values in the mantle
夏群科, Qun-Ke Xia, Etienne Deloule, Yuan-Bao Wu, Dao-Gong Chen, and Hao Cheng
GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 29, NO.21, 2008, doi:10.1029/2001GL013887, 2002,-0001,():
-1年11月30日
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【期刊论文】Hydrogen diffusion in clinopyroxene: dehydration experiments
夏群科, XIA Qunke, CHEN Daogong, S. Carpenter, ZHI Xiachen , WANG Rucheng & CHENG Hao
SCIENCE IN CHINA (Series D), 2000, 43 (6): 561~568,-0001,():
-1年11月30日
Hydrogen diffusivity of one clinopyroxene megacryst from N
clinopyroxene,, hydrogen diffusion,, dehydration.,
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夏群科, 陈道公, 郭立鹤, 支霞臣, 吴元宝, 程昊
地质科学,2000,35(2):219~225,-0001,():
-1年11月30日
运用傅立叶变换红外光谱技术对来自安徽女山新生代碧玄岩中的6个和江苏盘石山新生代玄武岩中的3个名义上“干”橄榄岩包体中的矿物进行了观察。结果显示:单斜辉石和斜方辉石普遍含有微量的结构水,以OH的形式赋存;除1个女山包体外,其余的橄榄石均未探测到结构水;女山1个石榴石橄榄岩中的石榴石未能探测到结构水。单斜辉石中结构水含量>斜方辉石>>橄榄石(石榴石)。结合文献中的资料来看,岩石圈地幔中水的分布可能既具有大尺度不均一性,又具有小尺度不均一性,可能并不具有明显的垂向分带。
橄榄岩,, 结构水,, 红外光谱
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