2016年04月08日 星期五

研究亮点

尹继元等-GSA Bulletin:原特提斯洋的初始俯冲时限和动力学过程

来源:地调局地质所 作者:尹继元,科技处 发布时间:2020-06-03

西昆仑造山带是青藏高原的重要组成部分,地处特提斯北缘,是中亚和特提斯域之间的一个重要构造连接带。罗迪尼亚超大陆在新元古界的裂解而形成原特提斯洋,西昆仑古生代的形成与演化与原特提斯洋俯冲和闭合密切相关,因此研究西昆仑早古生代的岩浆记录对限定原特提斯洋的初始俯冲时限和动力学过程至关重要。

就此,中国地质科学院地质研究所尹继元研究员、陈文研究员与中国科学院地质与地球物理研究所肖文交研究员、香港大学孙敏教授,中国科学院广州地球化学研究所的袁超研究员及其合作者重点开展了西昆仑-喀喇昆仑寒武纪原特提斯洋俯冲相关的弧岩浆岩的研究(图1),确定了大洋俯冲过程中不同阶段(前进式和后撤式俯冲)岩浆组合与时空分布。早期的甜水海地块的I-型花岗岩形成于533-530 Ma,是西昆仑造山带原特提斯洋南向俯冲最老的岩浆记录,表明原特提斯洋的初始俯冲发生在533 Ma以前。它们亏损的Sr-Nd-Hf-O同位素组分表明一定量的地幔物质加入,锆石Hf-O同位素平衡估算表明,地幔的加入量达到22%;而其弧岩浆沿北东向(海沟方向)不断变年轻,而同时期花岗质岩墙和双峰式火山岩组合反映一个拉张、伸展背景。本次研究提出上述岩石组合及时空分布特征为原特提斯洋板片北向后撤过程的产物(图2A)。而514 Ma以后,岩浆活动减弱,具有高Sr/Y比值和高的Sr含量,但低YbYCrNi含量的闪长岩来源于加厚下地壳的深熔作用,而最富集Sr-Nd-Hf-O同位素的I型花岗岩则是来自西昆仑古老基底的部分熔融。这是原特提斯洋前进式俯冲过程促使地壳加厚的结果(图2B)。

本研究揭示了原特提斯洋俯冲不同阶段的岩浆岩组合和同位素组成变化,揭示了初始俯冲时限和方式,限定了从后撤式俯冲转换为前进式俯冲的造山过程和岩浆响应,建立了不同动力学过程与岩浆组合的关联性,为深入认识大陆地壳的生长机制提供新的约束。

本研究受国家自然科学基金项目(41573045, 4187306041830216)和自然资源部深地动力学重点实验室开放课题基金(J1901-5)等项目的支持,成果近期发表在国际SCI期刊《GSA Bulletin》上:Yin, J.Y., Xiao, W.J., Sun, M., Chen, W., Yuan, C., Zhang, Y.Y., Wang, T., Du, Q.Y., Wang, X.S., Xia, X.P. 2020. Petrogenesis of Early Cambrian granitoids in the western Kunlun orogenic belt, Northwest Tibet: Insight into early stage subduction of the Proto-Tethys Ocean. Geological Society of America Bulletin, https://doi.org/10.1130/B35408.1.

    原文链接:https://doi.org/10.1130/B35408.1

1 西昆仑-喀喇昆仑区域地质简图

2 原特提斯洋交替的前进式和后撤式俯冲模型图