广州地化所识别出古特提斯哀牢山洋俯冲BR与峨眉山地幔柱相互作用的岩浆记录

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广州地化所识别出古特提斯哀牢山洋俯冲BR与峨眉山地幔柱相互作用的岩浆记录

发布时间:  大洋玄武岩的地球化学研究表明,硅酸盐地球的地幔组成是不均一的,可能是两种或者多种端元组分组成的一个复杂混合体。

造成地幔组成不均一性的主要地质过程和驱动机制有很多,比如大洋和大陆地壳的再循环和大陆岩石圈拆沉等。

在板块边缘俯冲带,洋壳的俯冲可以引起区域上的地幔流动,如果邻区存在地幔柱,那么俯冲引起的地幔流动可以使附近的地幔柱发生失速变形并向俯冲带流动。 最新的研究资料表明,哀牢山古特提斯洋在晚二叠世时期可能向东俯冲于华南板块之下,该俯冲过程与华南板块峨眉山地幔柱之间是否存在相互作用还不清楚。   针对上述问题,中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学学科组博士生徐健在研究员夏小平指导下与合作者一道以哀牢山高级变质杂岩带中新发现的富Nb玄武岩为研究对象(图1),进行了系统的SIMS锆石U-Pb定年和O同位素、全岩主-微量化学和Sr-Nd同位素研究。 结果表明,这些玄武岩形成时代()(图2a)与峨眉山地幔柱活动时代一致,岩浆锆石O同位素组成(平均±‰,图2b)具有幔源岩浆锆石O同位素特征。

玄武岩具有较高的Nb()含量和Nb/La比值(),属于典型的富Nb玄武岩。

玄武岩显示Nb-Ta正异常(图2c)。

哀牢山玄武岩具有较高的εNd(t)(++),比双沟N-MORB型蛇绿岩Nd同位素组成富集,但比峨眉山玄武岩Nd同位素组成亏损(图2d)。   上述资料表明,哀牢山晚二叠世富Nb玄武岩源区存在OIB型富集组分,结合玄武岩微量元素和同位素组成,及其与区域上双沟蛇绿岩和峨眉山玄武岩组成之间的关系(图3),作者推断该富集组分很可能来自附近的峨眉山地幔柱。 这表明,哀牢山洋俯冲过程中引起的地幔流动,可能致使峨眉山地幔柱富集组分向俯冲带流动,造成地幔楔组成的不均一。

  该项研究受到国家重点研发计划“深地资源勘查开采”专项“燕山期重大地质事件的深部过程与资源效应”项目资助,为俯冲带与地幔柱相互作用以及地幔不均一性的形成机制等问题提供了新的岩石学与地球化学限制,相关研究发表在国际地学期刊GeophysicalResearchLetters上。

  论文信息:Xu,J.,Xia,X.-P*.,Lai,C.-K.,Zhou,M.,Ma,P.,(2019).FirstIdentificationofLatePermianNb-EnrichedBasaltsinAilaoshanRegion(SWYunnan,China):ContributionFromEmeishanPlumetoSubductionofEasternPaleotethys:GeophysicalResearchLetters,46.图1哀牢山构造带地质简图  图2哀牢山富Nb玄武岩的(a)SIMS锆石U-Pb年龄;(b)SIMS锆石O同位素;(c)微量元素组成;(d)Sr-Nd同位素组成图3哀牢山富Nb玄武岩微量元素与同位素二元混合模拟。