華南克拉通新元古代巖漿事件和構(gòu)造演化歷史對于重建羅迪尼亞超大陸裂解和岡瓦納大陸聚合過程至關(guān)重要。前人對華南北緣和西緣的元古代巖漿巖做了非常詳細的研究工作，并取得了一系列重要成果。然而，揚子西南地區(qū)新元古代火成巖的構(gòu)造歸屬（古洋盆俯沖、大陸碰撞或者地幔柱相關(guān)）尚存爭議，其成因和深部動力學(xué)機制仍不清楚。針對上述科學(xué)問題，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所的博士后徐健、夏小平研究員與中山大學(xué)尹常青教授等人合作，選取華南西南部點蒼山-哀牢山構(gòu)造帶(DCS-ALS)中的新元古代花崗巖（圖1-2）展開研究，通過系統(tǒng)的野外地質(zhì)考察、礦物學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)和Hf-O同位素、全巖主微量元素和Sr-Nd同位素分析，揭示了俯沖帶大陸地殼層狀脫水熔融機制。研究發(fā)現(xiàn)：
圖1 華南構(gòu)造地質(zhì)簡圖（據(jù)Cawood et al. 2018, ESR）
圖2 點蒼山-哀牢山構(gòu)造地質(zhì)簡圖（據(jù)Cai et al. 2014, PR）
?。?）DCS-ALS花崗巖根據(jù)其標準礦物組成可分成兩組：奧長花崗巖和花崗巖（圖3A）。奧長花崗巖(ca.771-762 Ma)與花崗巖(ca. 767 Ma)具有相同的侵位年齡，總體上具有高硅低鎂以及島弧巖漿巖的微量元素組成特征（如富集大離子親石元素和虧損高場強元素）。此外，兩組花崗巖之間顯示系統(tǒng)上的不同的主微量元素和同位素組成（圖3-5），指示不同的源區(qū)巖性組成、形成深度以及熔融機制。
圖3. DCS-ALS花崗巖（A）標準礦物An-Ab-Or三角圖解；（B）主量元素源區(qū)辨別圖解。
圖4. DCS-ALS花崗巖(A) Sr/Y vs. Y, (B) La/Yb vs. Yb, (C) Rb/Sr vs. Sr and (D) Rb/Sr vs. Ba二元圖解。
（2）奧長花崗巖源區(qū)巖性為低K2O的基性巖石（圖3b）；其埃達克質(zhì)高Sr/Y和La/Yb比值（圖4a-b）指示其形成于下地殼深度；低Rb/Sr比值反映源區(qū)經(jīng)歷了注水熔融過程?；◢弾r的源區(qū)巖性為高K2O的酸性巖石（圖3b）；其低Sr/Y和La/Yb比值（圖4a-b）指示其形成于中地殼深度；高Rb/Sr比值反映源區(qū)經(jīng)歷了黑云母脫水熔融過程。
?。?）奧長花崗巖與花崗巖的同位素組成暗示其源區(qū)均為新生島弧地殼物質(zhì)，不同的是，奧長花崗巖侵位過程中混染了一部分的古老地殼物質(zhì)（圖5）。
圖5. DCS-ALS花崗巖Sr-Nd-Hf-O同位素組成
圖6. 俯沖帶流體控制地殼熔融機制示意圖
綜上，DCS-ALS新元古代奧長花崗巖和花崗巖的形成分別反映了揚子下地殼和中地殼不同層位不同巖性巖石的部分融熔事件，且均與流體活動有關(guān)。結(jié)合前人研究成果，研究人員發(fā)現(xiàn)華南板塊西南緣大陸地殼的不同層位（基性下地殼和酸性中/上地殼閃長質(zhì)或者變沉積巖石）在新元古代時期曾經(jīng)歷了廣泛的熔融事件。據(jù)此，研究人員提出以下俯沖帶大陸地殼層狀脫水熔融機制：新元古代大洋板塊俯沖引起軟流圈上涌和含水玄武質(zhì)巖漿底侵(圖6)，導(dǎo)致下地殼底部巖石發(fā)生廣泛的脫水反應(yīng)，繼而，下地殼底部的玄武質(zhì)底侵體或者堆晶體中含水礦物中的水以自由流體相轉(zhuǎn)移至上覆巖石中，引發(fā)下地殼巖石的注水熔融(圖6)，而中地殼巖石則在幔源巖漿的持續(xù)熱供給下發(fā)生脫水熔融(圖6)。此外，通過對比區(qū)域地質(zhì)數(shù)據(jù)，研究人員認為新元古代俯沖帶可能從揚子北/西緣的攀西-漢南地區(qū)延伸至西南緣的DCS-ALS地區(qū)，并推測華南克拉通可能位于羅迪尼亞超大陸的西北緣。
本項研究受到二次青藏科考（2019QZKK0702）、國家自然科學(xué)基金（42130304, 42202051）和中國博士后科學(xué)基金（2020M672851）等項目的聯(lián)合資助。
論文信息：Xu Jian (徐健), Xia Xiao-Ping* (夏小平), Christopher Spencer., Chun-Kit Lai, Zhang Le (張樂), Cui Ze-Xian (2022). Geochronology and geochemistry of the granitoids in the Diancangshan-Ailaoshan fold belt: Implications on the Neoproterozoic subduction and crustal melting along the southwestern Yangtze Block, South China. Precambrian Research.
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