原特提斯洋的初始俯冲时限和动力学过程研究取得新进展

西昆仑造山带是青藏高原的重要组成部分，地处特提斯北缘，是中亚和特提斯域之间的一个重要构造连接带。西昆仑古生代的形成与演化与原特提斯洋俯冲和闭合密切相关，因此研究西昆仑早古生代的岩浆记录对限定原特提斯洋的初始俯冲时限和动力学过程至关重要。近日，自然资源部中国地质调查局地质研究所尹继元研究员、陈文研究员与合作研究者者重点针对西昆仑-喀喇昆仑寒武纪原特提斯洋俯冲相关的弧岩浆岩展开研究，揭示了原特提斯洋俯冲不同阶段的岩浆岩组合和同位素组成变化、初始俯冲时限和方式，限定了从后撤式俯冲转换为前进式俯冲的造山过程和岩浆响应，建立了不同动力学过程与岩浆组合的关联性，为深入认识大陆地壳的生长机制提供新的约束。

研究确定了大洋俯冲过程中不同阶段（前进式和后撤式俯冲）岩浆组合与时空分布（图1）。早期甜水海地块的I-型花岗岩形成于533-530 Ma，是西昆仑造山带原特提斯洋南向俯冲最老的岩浆记录，表明原特提斯洋初始俯冲发生在533 Ma以前。其亏损的Sr-Nd-Hf-O同位素组分锆石Hf-O同位素平衡估算表明，存在地幔物质的的加入，加入量达到22%；而其弧岩浆沿北东向（海沟方向）不断变年轻，而同时期花岗质岩墙和双峰式火山岩组合反映一个拉张、伸展背景。

图1 西昆仑-喀喇昆仑区域地质简图

　　研究还提出上述岩石组合及时空分布特征为原特提斯洋板片北向后撤过程的产物（图2A）。514 Ma以后，岩浆活动减弱，具有高Sr/Y比值和高的Sr含量，但低Yb，Y，Cr和Ni含量的闪长岩来源于加厚下地壳的深熔作用，而最富集Sr-Nd-Hf-O同位素的I型花岗岩则是来自西昆仑古老基底的部分熔融。这是原特提斯洋前进式俯冲过程促使地壳加厚的结果（图2B）。

图2 原特提斯洋交替的前进式和后撤式俯冲模型图

　　本本研究受国家自然科学基金项目（41573045, 41873060和41830216）和自然资源部深地动力学重点实验室开放课题基金（J1901-5）等项目的支持，成果近期发表在国际SCI期刊《GSA Bulletin》上：Yin, J.Y., Xiao, W.J., Sun, M., Chen, W., Yuan, C., Zhang, Y.Y., Wang, T., Du, Q.Y., Wang, X.S., Xia, X.P. 2020. Petrogenesis of Early Cambrian granitoids in the western Kunlun orogenic belt, Northwest Tibet: Insight into early stage subduction of the Proto-Tethys Ocean. Geological Society of America Bulletin, https://doi.org/10.1130/B35408.1.

原文链接：https://doi.org/10.1130/B35408.1