華南克拉通新元古代巖漿事件和構(gòu)造演化歷史對(duì)于重建羅迪尼亞超大陸裂解和岡瓦納大陸聚合過(guò)程至關(guān)重要。前人對(duì)華南北緣和西緣的元古代巖漿巖做了非常詳細(xì)的研究工作，并取得了一系列重要成果。然而，揚(yáng)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(zhēng)議，其成因和深部動(dòng)力學(xué)機(jī)制仍不清楚。針對(duì)上述科學(xué)問(wèn)題，中國(guó)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(diǎn)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(kāi)研究，通過(guò)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(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)：
圖1 華南構(gòu)造地質(zhì)簡(jiǎn)圖（據(jù)Cawood et al. 2018, ESR）
圖2 點(diǎn)蒼山-哀牢山構(gòu)造地質(zhì)簡(jiǎn)圖（據(jù)Cai et al. 2014, PR）
（1）DCS-ALS花崗巖根據(jù)其標(biāo)準(zhǔn)礦物組成可分成兩組：奧長(zhǎng)花崗巖和花崗巖（圖3A）。奧長(zhǎng)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(chǎng)強(qiáng)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(jī)制。
圖3. DCS-ALS花崗巖（A）標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)花崗巖源區(qū)巖性為低K2O的基性巖石（圖3b）；其埃達(dá)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(guò)程。花崗巖的源區(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(guò)程。
（3）奧長(zhǎng)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(zhǎng)花崗巖侵位過(guò)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(jī)制示意圖
綜上，DCS-ALS新元古代奧長(zhǎng)花崗巖和花崗巖的形成分別反映了揚(yáng)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(dòng)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(zhǎng)質(zhì)或者變沉積巖石）在新元古代時(shí)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(jī)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(guò)對(duì)比區(qū)域地質(zhì)數(shù)據(jù)，研究人員認(rèn)為新元古代俯沖帶可能從揚(yáng)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(cè)華南克拉通可能位于羅迪尼亞超大陸的西北緣。
本項(xiàng)研究受到二次青藏科考（2019QZKK0702）、國(guó)家自然科學(xué)基金（42130304, 42202051）和中國(guó)博士后科學(xué)基金（2020M672851）等項(xiàng)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(lè)), 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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