廣州地化所在華夏地塊中生代巖漿底侵作用與下地殼重熔改造研究中...
2020-11-23 中國科學院廣州地化所在華夏地塊中生代巖漿底侵作用與下地殼重熔改造研究中取得進展
2020-07-17 廣州地球化學研究所
語音播報
華夏地塊中生代分布花崗質巖漿活動，通常認為與巖漿底侵作用造成下地殼的重熔改造有關，但直接來自於下地殼巖石的證據較為缺乏。由玄武巖噴發迅速攜帶至地表的麻粒巖捕虜體反映了下地殼的原位信息，是研究下地殼生長和演化的直接樣品。中國科學院廣州地球化學研究所同位素地球化學國家重點實驗室地幔地球化學學科組博士後魏穎（現工作單位為東華理工大學）、研究員黃小龍等，對道縣中生代玄武巖中的麻粒巖捕虜體（圖1）開展巖石學、地球化學、鋯石年代學及原位Hf–O同位素研究，以期探討華夏地塊中生代巖漿底侵作用與地殼重熔改造過程。
圖1.道縣麻粒巖捕虜體巖相學特徵（a）鎂鐵質麻粒巖；（b）蠕蟲狀尖晶石出溶；（c）局部殘餘輝綠結構；（d）長英質麻粒巖
研究獲得以下認識：（1）道縣下地殼存在鎂鐵質麻粒巖和長英質麻粒巖（圖1a），鎂鐵質麻粒巖其原巖來自於地幔源區的部分熔融，長英質麻粒巖原巖來源於地殼源區熔融；（2）鎂鐵質和長英質麻粒巖捕虜體均記錄了相似且連續的巖漿活動年齡（226–218 Ma）和變質作用年齡（218–193 Ma），指示了它們的成因聯繫，玄武質巖漿底侵作用形成鎂鐵質麻粒巖的同時導致先存下地殼的部分熔融並最終形成長英質麻粒巖；（3）麻粒巖捕虜體的繼承鋯石顯示了太古代-新元古代（2584–659 Ma）、早古生代（峰期年齡約425 Ma）和晚古生代（峰期年齡約261 Ma）等多期巖漿活動年齡，並具有明顯不同的Hf–O同位素組成（圖2），記錄了華夏地塊下地殼的多階段演化過程，晚太古代和晚古生代具明顯的地殼增生特徵，新元古代和早古生代主要為地殼重熔再造，而早中生代的地殼增生伴隨了地殼再造。
圖2.道縣麻粒巖捕虜體的鋯石Hf–O同位素組成
道縣麻粒巖捕虜體的鋯石U–Pb年齡和Hf–O同位素特徵與華夏地塊顯生宙巖漿活動分布趨勢一致（圖3），支持了華夏地塊中生代巖漿底侵作用導致先存地殼物質熔融並產生廣泛花崗質巖漿活動的演化模型。
圖3.道縣麻粒巖捕虜體及華夏地塊巖漿巖鋯石Hf–O同位素特徵
研究工作受到國家自然科學基金項目的資助，相關研究成果發表在Lithos上。
論文連結
華夏地塊中生代分布花崗質巖漿活動，通常認為與巖漿底侵作用造成下地殼的重熔改造有關，但直接來自於下地殼巖石的證據較為缺乏。由玄武巖噴發迅速攜帶至地表的麻粒巖捕虜體反映了下地殼的原位信息，是研究下地殼生長和演化的直接樣品。中國科學院廣州地球化學研究所同位素地球化學國家重點實驗室地幔地球化學學科組博士後魏穎（現工作單位為東華理工大學）、研究員黃小龍等，對道縣中生代玄武巖中的麻粒巖捕虜體（圖1）開展巖石學、地球化學、鋯石年代學及原位Hf–O同位素研究，以期探討華夏地塊中生代巖漿底侵作用與地殼重熔改造過程。
圖1.道縣麻粒巖捕虜體巖相學特徵（a）鎂鐵質麻粒巖；（b）蠕蟲狀尖晶石出溶；（c）局部殘餘輝綠結構；（d）長英質麻粒巖
研究獲得以下認識：（1）道縣下地殼存在鎂鐵質麻粒巖和長英質麻粒巖（圖1a），鎂鐵質麻粒巖其原巖來自於地幔源區的部分熔融，長英質麻粒巖原巖來源於地殼源區熔融；（2）鎂鐵質和長英質麻粒巖捕虜體均記錄了相似且連續的巖漿活動年齡（226–218 Ma）和變質作用年齡（218–193 Ma），指示了它們的成因聯繫，玄武質巖漿底侵作用形成鎂鐵質麻粒巖的同時導致先存下地殼的部分熔融並最終形成長英質麻粒巖；（3）麻粒巖捕虜體的繼承鋯石顯示了太古代-新元古代（2584–659 Ma）、早古生代（峰期年齡約425 Ma）和晚古生代（峰期年齡約261 Ma）等多期巖漿活動年齡，並具有明顯不同的Hf–O同位素組成（圖2），記錄了華夏地塊下地殼的多階段演化過程，晚太古代和晚古生代具明顯的地殼增生特徵，新元古代和早古生代主要為地殼重熔再造，而早中生代的地殼增生伴隨了地殼再造。
圖2.道縣麻粒巖捕虜體的鋯石Hf–O同位素組成
道縣麻粒巖捕虜體的鋯石U–Pb年齡和Hf–O同位素特徵與華夏地塊顯生宙巖漿活動分布趨勢一致（圖3），支持了華夏地塊中生代巖漿底侵作用導致先存地殼物質熔融並產生廣泛花崗質巖漿活動的演化模型。
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