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      徐健等-GSAB：在俯沖古特提斯板塊和峨眉山地幔柱相互作用研究方面取得新進(jìn)展
      
										
      
											撰稿：       
											    
											發(fā)布時(shí)間：2021-04-23 

										
      
										
      　    地球物理證據證明現今俯沖的大洋板塊與地幔柱能夠發(fā)生相互作用。這一過(guò)程有著(zhù)重要的地質(zhì)與地球物理意義，對地球動(dòng)力學(xué)也具有指示意義。然而地球物理手段很難或者無(wú)法發(fā)現古俯沖板塊-地幔柱相互作用的直接證據。因此古板塊俯沖與地幔柱相互作用的機理與過(guò)程仍然存在很大爭議。
      　　中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室夏小平研究員團隊徐健博士通過(guò)對中國云南元陽(yáng)縣峨眉山大火成巖省兩大深成花崗巖侵入體的原位微區鋯石Hf-O同位素和U-Th-Pb定年，以及全巖主微量元素、Sr-Nd-Hf同位素等地球化學(xué)特征進(jìn)行分析，為晚二疊世俯沖古特提斯洋板塊與峨眉山地幔柱相互作用提供了證據。
      圖1 峨眉山大火成巖省及其相鄰區域的主要地體和峨眉山溢流玄武巖的地質(zhì)簡(jiǎn)圖(Xiao et al., 2004; He et al., 2003)
      　　這兩大深成侵入體出露于峨眉山火成巖省中帶哀牢山構造帶的變質(zhì)雜巖體中 (圖1)，分別為晚二疊世和早三疊世的A型花崗巖，主要由石英、堿性長(cháng)石、斜長(cháng)石、角閃石、黑云母以及鋯石和含Fe-Ti氧化物組成。兩個(gè)花崗巖深成侵入體的SIMS鋯石U-Pb年齡分別為晚二疊紀(259±3Ma) 和早三疊紀(248±2Ma) (圖2A-B)，與峨眉山主要巖漿作用(約260 Ma)同時(shí)期或者稍微年輕。它們的主、微量元素和礦物學(xué)顯示出典型的A型花崗巖特征：高全堿(7.93–9.68 wt%)、高HFSE(如Zr 、Nb、Ta)含量、高FeOT/(FeOT+MgO) (0.87–0.98)、顯著(zhù)虧損Eu、Sr和Ba、高Ga/Al (3.67–5.06)和透長(cháng)石的出現。
      元陽(yáng)A型花崗巖具有低Y/Nb (<1.2)、Yb/Ta (<2.0)、高(87Sr/86Sr)i、與峨眉山大火成巖省高Ti玄武巖相似，高Nb/Th (>3.0)比值與地幔柱源區巖漿相似，接近零的εNd(t) (晚二疊紀：，早三疊紀：和虧損εHf(t) (晚二疊紀：，早三疊紀：很好的與峨眉山玄武巖重疊，因此認為其源區可能有峨眉山地幔柱物質(zhì)的參與。
      圖2 元陽(yáng)晚二疊、早三疊A型花崗巖SIMS鋯石U-Pb諧和年齡與典型CL圖像(A-B)、SIMS鋯石δ18O直方圖(C-D)、鋯石εHf(t)值
      　　原位微區鋯石Hf-O同位素分析顯示異常低δ18O (晚二疊紀：0.2–2.0‰，早三疊紀：3.2–4.8‰) (圖2)、正的εHf(t) (晚二疊紀：1.6–7.0，早三疊紀：3.9–8.8) (圖2)，暗示了元陽(yáng)A型花崗巖的源區有不同比例的熱液蝕變洋殼的參與。作者通過(guò)對受海水蝕變大洋下地殼的年輕輝長(cháng)巖與地幔柱來(lái)源洋島玄武巖進(jìn)行了Hf-O同位素二元混合模擬（圖3），結果指示形成晚二疊紀、早三疊紀A型花崗巖分別需要80％-90％和30％-40％的高溫熱液蝕變洋殼的參與。
      圖3 鋯石εHf(t)- δ18O二元混合模擬圖 (AOC-蝕變大洋殼源熔融; JG-年輕輝長(cháng)巖)
      　　該成果首次報道了元陽(yáng)晚二疊紀和早三疊紀低δ18O值的A型花崗巖，并提出了揚子板塊西部古特斯洋殼與地幔柱相互作用的地球動(dòng)力學(xué)模型（圖4）。該模型認為蝕變古特斯洋殼向東俯沖到華南板塊之下的上地幔，臨近的峨眉山地幔柱可能快速挾帶和吸收再循環(huán)的巖石圈碎片物質(zhì)到淺層地幔保存了鋯石低δ18O同位素特征，隨后形成的混合源減壓部分熔融形成了低δ18O同位素A型花崗巖的母巖。地幔柱與俯沖板片的相互作用模型也很好的解釋了峨眉山大火成巖省物質(zhì)(尤其氧同位素)組成的不均一性 。

      圖4 構造模型示意圖-俯沖古特提斯板塊與峨眉山地幔柱相互作用
      　　項目成果近期發(fā)表于國際期刊《GSA Bulletin》該項研究成果獲得了第二次青藏高原科考項目 (2019QZKK0702)和國家重點(diǎn)研發(fā)計劃(2016YFC0600407)的資助。論文信息如下：
      Xu, J., Xia, X.-P., Wang, Q., Spencer, C. J., He, B., and Lai, C.-K., 2021, Low-δ18O A-type granites in SW China: Evidence for the interaction between the subducted Paleotethyan slab and the Emeishan mantle plume: GSA Bulletin.
      相關(guān)鏈接：https://doi.org/10.1130/B35929.1
      
									
      
								
      
								
      
												
					
      
						
      附件：