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廣州地化所揭示拉薩南部地殼生長(cháng)與演化過(guò)程

撰稿: 發(fā)布時(shí)間:2019-08-06

  陸殼為人類(lèi)生存繁衍提供了基本空間要素而被廣泛關(guān)注。此外,由于陸殼能夠長(cháng)時(shí)間留存演化的特點(diǎn),其既是記錄地球演化歷史的原始檔案館,也是最重要的地球化學(xué)儲庫之一。因此,大陸地殼的形成與演化機制一直是地球科學(xué)研究的基本問(wèn)題之一。陸殼形成與保存的機制,以及陸殼是否遵循單一由新生向成熟演化的規律都是其中重要的科學(xué)問(wèn)題。 

  針對上述問(wèn)題,中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所馬林副研究員、王強研究員與英國卡迪夫大學(xué)學(xué)者合作,選擇位于青藏高原南部的岡底斯巖基作為研究對象。岡底斯巖基主要由中-新生代花崗巖構成,東西長(cháng)達1500 公里,是世界上最大花崗巖基之一。由于其中-新生代的形成年齡和相似虧損地幔的放射性同位素特征,一直被認為代表了中生代以來(lái)顯著(zhù)的地殼生長(cháng)。然而,岡底斯泥盆-石炭雙峰式巖漿巖的巖石成因研究指示基性巖和酸性巖分別來(lái)自虧損地幔和成熟陸殼源區(圖1),揭示了藏南晚古生代地殼生長(cháng)和更老地殼物質(zhì)的存在。這一發(fā)現也進(jìn)一步要求至少在晚古生代古特提斯演化和古地理重建研究中應該充分考慮南拉薩作為微陸塊的參與。 

      圖1 晚古生代正噶雙峰式巖漿巖的Sr-Nd-Hf-O同位素特征,指示虧損幔源端元和成熟的大陸地殼端元的存在 

  結合已發(fā)表的岡底斯巖漿巖Nd-Hf同位素,新的數據分析得出了以下全新的認識:1)進(jìn)一步證實(shí)了岡底斯地區至少存在晚古生代以來(lái)的古老地殼和中生代以來(lái)的新生地殼兩個(gè)端元演化趨勢(圖2a, b);2)花崗巖的鋯石Hf同位素模式年齡指示岡底斯陸殼最早形成于晚太古代至早元古代,從新元古代(約1 Ga)開(kāi)始快速生長(cháng);3)岡底斯地殼主體形成于中生代之前,而非傳統認為中生代之后新生;4)中生代岡底斯經(jīng)歷了有限的地殼生長(cháng)和強烈的地殼再造。 

  2. 岡底斯地區(a)花崗巖、(c)基性巖全巖Nd同位素和(b)花崗巖鋯石Hf同位素組成演化;(d)花崗巖模式年齡頻譜與地殼生長(cháng)曲線(xiàn);(e)拉薩岡底斯新生地殼組分比例計算結果。 

  因此,研究結果顯示岡底斯地區可能經(jīng)歷了長(cháng)期的大陸邊緣弧演化,新生的幔源玄武質(zhì)巖漿與先存地殼相互作用。這些相互作用導致古老先存地殼組分伴隨新特提斯洋俯沖階段強烈的再造和再循環(huán)逐漸減少,岡底斯地殼向新生地殼逐漸演化。同時(shí)我們的研究也提出了不同造山帶體系中由于地殼生長(cháng)和再造速率的差異可以導致地殼成分的不同演化趨勢,對于年輕的造山帶也需要評估地殼再造的影響。 

  研究成果發(fā)表于Journal of Geophysics Research: Solid Earth。 

  Ma, L., Kerr, A. C., Wang, Q., Jiang, Z.-Q., Tang, G.-J., Yang, J.-H., et al. (2019). Nature and evolution of crust in southern Lhasa, Tibet: Transformation from microcontinent to juvenile terrane. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 124. https://doi.org/10.1029/2018JB017106。 

    

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