Lithos：中國科學技術大學揭示26億年前板塊構造作用的巖石地球化學證據
時間：2025-12-10 07:15:33 來源：桑間濮上網 作者：百科 閱讀：229次
圖1堿性超鉀質花崗片麻巖的鋯石U-Pb定年及主微量元素圖解
圖2 華北東南緣前寒武紀代表性巖石的鋯石U-Pb年齡vs. εHf(t)圖解
（神秘的地球uux.cn報道）據中國科學技術大學（地球和空間科學學院、科研部）：近日，科學塊構中國科學技術大學地球和空間科學學院劉貽燦教授研究組首次在華北克拉通發現了原巖時代為約26億年的技術揭示堿性超鉀質花崗片麻巖，證明其原巖是大學地球由富集的幔源物質受俯沖大洋沉積物產生的熔流體交代改造而形成的超鉀質正長巖巖漿經分離結晶而形成的，揭示了早前寒武紀板塊構造作用的億年用的巖石最早啟動時間。相關研究成果以“Petrogenesis and 前板tectonic significance of Neoarchean (~2.6 Ga) alkalineultrapotassic granitic gneisses from the southeastern margin of the NorthChina Craton: Constraints from U-Pb dating, Hf isotopeand petrogeochemistry”為題發表于Lithos上。
早前寒武紀板塊構造作用的化學最早啟動時間屬于地球動力學方面科學問題，一直是中國造作證據國際上的研究熱點，長期存在爭議。科學塊構此外，技術揭示近三十五年以來，大學地球盡管前人對超鉀質巖石的億年用的巖石形成和演化進行了廣泛的研究，普遍認為其形成于碰撞后環境中，前板然而，化學具體成因及演化過程仍存在較大分歧。中國造作證據而且，早前寒武紀（特別是大于25億年的太古代）堿性超鉀質花崗巖極為罕見，因而，前人也很少報道或研究。為此，劉貽燦教授研究組在國家自然科學基金項目的持續資助下，根據近十五年的研究積累，對華北克拉通東南緣前寒武紀變質基底巖石（五河雜巖或“五河群”）進行了系統的地質調查和深入研究，發現了堿性超鉀質花崗片麻巖。
鋯石U-Pb年代學研究結果（圖1a、b）表明，堿性超鉀質花崗片麻巖的原巖形成時代為26億年，并經歷了~25億年麻粒巖相變質；隨后，又在18.5億年經歷了與古元古代碰撞造山作用有關的變質作用疊加。該片麻巖富硅、堿，屬于硅飽和的堿性超鉀質花崗巖，并具有輕微過堿性到過鋁質特征（圖1c、d）。此外，樣品具有明顯的Eu正異常，以及較強的Nb、Ta、P和Ti負異常和顯著的Pb正異常，并表現出顯著富集大離子親石元素（圖1e、f）。上述結果證明華北克拉通東南緣確實存在約26億年的堿性超鉀質花崗巖。
該堿性超鉀質花崗片麻巖的鋯石εHf(t)值變化范圍較小（圖2），并且未發現相關鎂鐵質巖石，與巖漿混合成因巖石的特征不符，因而難以用單一的巖漿混合過程解釋其巖石成因和相關特征。此外，簡單的地殼混染也無法解釋大多數片麻巖樣品的遠高于大陸地殼的高Rb和高大離子親石元素特征。上述異常地球化學特征表明華北東南緣超鉀質片麻巖源自于富集K、Ba和Rb以及輕稀土元素的源區。而且，片麻巖中巖漿鋯石具有正的εHf(t)值，位于虧損地幔和球粒隕石的演化曲線之間，進一步表明片麻巖原巖的源區主要來自于幔源物質（圖2）。此外，所研究的樣品與巴西東北部的超鉀質花崗巖具有類似的地球化學以及巖石學特征。前人質量平衡計算模擬結果表明，堿性長石+透輝石+云母+中長石+磷灰石的礦物組合的分離結晶即相當于正長巖的初始組成，并可能最終形成類似于超鉀質花崗巖的成分。因此，研究區超鉀質花崗片麻巖的高大離子親石元素（特別是Ba和Rb）、低Mg#、Cr、Ni以及FeOT+MgO等特征可歸因于正長巖巖漿的分離結晶，而非幔源成因影響。此外，片麻巖也表現出與俯沖相關的高Th/Yb-高Ta/Yb特征，指示形成過程中存在俯沖沉積物質的加入。
論文第一作者是中國科學技術大學博士研究生蘇海燕，通訊作者是中國科學技術大學楊陽博士后和劉貽燦教授。該項研究受到國家自然科學基金項目（41773020）的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.lithos.2021.106324
(責任編輯：探索)
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