廣州地化所在華南晚中生代大陸再造機制方面取得進展

2020-11-23 光明網

　　地球的陸殼經歷了漫長的演化，並記錄了豐富的地質事件，因而被譽為地質歷史的檔案館。通過對陸殼中的花崗巖成分演化的分析，有助於人們理解陸殼的演化和相關的地質事件。華南板塊位於我國南部主要地區，記錄有新元古代、早古生代、早中生代和晚中生代等多次的大陸地殼再造，為理解古地理重建、區域動力學演化等提供了理想的研究窗口。然而，華南大陸再造機制仍然存在爭議。已有研究表明，華南早古生代和早中生代中上地殼的再造主要是通過陸殼疊置，缺乏幔源巖漿的參與。華南板塊在晚中生代發生了古生代以來最為強烈的地殼再造，幔源巖漿在這次地殼強烈再造過程中所扮演的角色並不清楚。

針對上述科學問題，中國科學院廣州地球化學研究所巖石學學科組博士生劉瀟、研究員王強、副研究員馬林及其合作者對廣州市天河區火爐山和龍眼洞森林公園晚侏羅世（162~155 Ma）二雲母花崗巖-正長斑巖-閃長巖的巖石組合進行了主微量元素和Sr-Nd-Hf-O同位素地球化學研究。研究發現，火爐山和龍眼洞二雲母花崗巖都具有高矽、弱過鋁質-強過鋁質以及富集的Sr-Nd-Hf同位素組成（圖1和2）。火爐山二雲母花崗巖的鋯石O同位素組成多集中在8.0‰以上（δ18O = 8.0~10.4‰），與沉積巖起源的花崗巖類似（圖2）。火爐山二雲母花崗巖低Mg#（25~33）指示其最有可能起源於變質沉積巖與少量新生地殼的混雜源區。其原生白雲母成分計算指示其熔融深度為16.5~20 km，對應於中地殼深度（圖3）。龍眼洞二雲母花崗巖高的鋯石O同位素組成（δ18O = 8.6~9.9‰）和更高的La/Yb比值（22.3~30.6）指示其源於20 km以下的變質沉積巖源區。火爐山正長斑巖兼具富集地幔起源的矽鹼特徵和二雲母花崗巖類似的微量元素與Sr-Nd-Hf-O同位素組成，最有可能形成於殼源酸性巖漿和少量富集地幔起源的鹼性巖漿的混合（圖3）。火爐山閃長巖中等矽、高鉀鈣鹼性和相對虧損的Sr-Nd同位素組成的特徵，最有可能源於鎂鐵質下地殼巖漿的AFC過程（圖3）。結合區域地質資料，認為這套二雲母花崗巖-正長斑巖-閃長巖巖石組合形成於巖石圈伸展的地球動力學背景。

　　本次研究取得的主要認識以下：（1）華南晚中生代大陸地殼再造包括中-下地殼變質沉積巖和新生地殼物質以及下地殼鎂鐵質巖石的再造；（2）華南晚中生代中地殼的再造可以由幔源巖漿直接加熱引起；（3）幔源巖漿對華南晚中生代地殼進行再造的同時還伴隨有垂向地殼的生長。

　　該研究近期發表在國際期刊Lithos上。

圖1 火爐山-龍眼洞花崗巖類Sr-Nd同位素圖解

圖2 火爐山-龍眼洞花崗巖類鋯石Hf-O同位素圖解

圖3 火爐山-龍眼洞花崗巖類成巖模式圖解

[ 責編：戰釗 ]

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