广州地化所在同碰撞淡色花岗岩成因研究取得新进展

  淡色花岗岩是一种造山带常见的花岗岩类型,因其暗色矿物含量较低(通常<5%)而得名。淡色花岗岩通常表现为高的SiO2Al2O3含量与较低的铁镁和微量元素含量,以及过铝质特征(A/CNK>1.1)。此外,淡色花岗岩通常富含过铝质矿物,如电气石、白云母和石榴石等,因此传统上被认为是地壳沉积物部分熔融的产物。作为世界上典型的陆陆碰撞造山带,青藏高原喜马拉雅地区分布有大面积的始新世至中新世淡色花岗岩。长期以来,这些淡色花岗岩也被认为是同碰撞造山作用的标志性岩石。然而,近年来的研究指出喜马拉雅淡色花岗岩可能晚于印度-欧亚主碰撞期,并且有大量的研究显示,这些淡色花岗岩可能是不同来源的岩浆经过高分异、高演化的产物,且与稀有金属矿床密切共生。因此,尽管淡色花岗岩具有重要的动力学和成矿意义,但其源区、成因和构造意义等方面还存在很大的争议,是岩石学研究的重要科学问题之一。 

  针对上述问题,中国科学院广州地球化学研究所岩石学学科组马林副研究员、王强研究员及其合作者对早古新世(63~57 Ma)拉萨南部冈底斯中东段正嘎地区新发现的石榴石二云母花岗岩及与之伴生的黑云母花岗岩,开展了岩石成因和大陆碰撞早期的动力学构造背景的研究。黑云母花岗岩与二云母花岗岩同期形成并呈共生关系。黑云母花岗岩表现为高硅(70-73 wt.%)准铝质和略微亏损Sr-Nd同位素([87Sr/86Sr]i= 0.7049~0.7050εNd(t) = +0.5~+1.2)和略低的锆石δ18O5.6‰~6.9‰)等特征,指示其源自于新生下地壳与少量古老地壳混合源区的部分熔融。二云母花岗岩表现为相似的同位素特征([87Sr/86Sr]i= 0.7037~0.7050εNd(t) = +0.4~+0.8和锆石δ18O = 5.5‰~7.3‰),以及更高的SiO273-76 wt.%),极低的TiO2MgOFeOCaO含量和过铝质特征。结合野外共生关系,表明石榴石二云母花岗岩源自黑云母花岗岩岩浆在中地壳岩浆房的高度演化,其中的石榴石和白云母源自黑云母与高分异的富锰铝岩浆的相互作用,并得到了石榴石成分和结构的证实。这一研究为淡色花岗岩的高分异成因提供了重要的岩石学证据。 

  此外,结合已有资料,这一研究也证明了印度大陆可能在早古新世与拉萨地块中段率先发生接触,新特提斯洋俯冲板片在同期的板片后撤导致了碰撞带两侧的重要的地壳深熔和麻粒岩相变质;这一过程为理解青藏高原早期软碰撞和后期演化提供了重要信息和制约,也能够为解释全球其他大型会聚造山带中异常热的地壳和岩石圈地幔提供参考。 

  1  青藏高原南部早古新世同碰撞地壳深熔和动力学模型示意图 

  该研究近期发表在国际岩石学权威期刊Journal of Petrology》上Ma, L.*, Wang, Q.*, Kerr, A.C., Yang, J.H., Xia, X.P., Ou, Q., Yang, Z.Y., Sun, P., 2018. Paleocene (c. 62 Ma) Leucogranites in Southern Lhasa, Tibet: Products of Syn-collisional Crustal Anatexis during Slab Roll-back? Journal of Petrology, in press)。 

  论文链接:https://academic.oup.com/petrology/advance-article/doi/10.1093/petrology/egy001/4810716?guestAccessKey=0f9616ee-a27f-4d72-afb3-65997f324787 

    

  同位素地球化学国家重点实验室&科技与规划处供稿 

发表评论

全部评论:0条

中国科学院广州地球化学研究所

中国科学院广州地球化学研究所的研究方向主要为有机地球化学、同位素年代学和地球化学、边缘海地质学、极端环境地质地球化学和成矿动力学,科技创新目标主要集中在海陆岩石圈演化与矿产资源和区域环境与可持续发展两大领域。

热评文章

推荐文章

热门标签