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广州地化所在再循环洋壳物质对花岗岩源区的贡献方面取得新进展

  •   俯冲板片的脱水和熔融是俯冲工厂中物质循环的主要控制机制。然而,再循环的洋壳组分对板内岩浆作用和岛弧岩浆作用的具体贡献有多大,一直是地学科学家们关注的热点问题。近年来,越来越多的研究表明古太平洋板块向的持续俯冲作用对中国东部中-新生代的玄武岩的源区和岩浆性质都产生了非常重要影响。该结论得到了越来越多的地球化学证据的支持,特别是最新大量Mg-Zn同位素结果的支持。然而,在循环洋壳物质对花岗岩源区是否也有同样重要的贡献,我们一直不得而知。 

      针对上述科学问题,中国科学院矿物学与成矿学重点实验室博士研究生杨武斌及其合作者对内蒙古东部巴尔哲地区的两个早白垩世碱性A型花岗岩体的源区性质进行了研究。锆石原位O-Hf同位素数据显示,其δ18O值(1.8‰­­­ ~ 5.1‰)明显低于地幔锆石值(δ18O=5.3±0.6‰, 2σ)、εHf(t)值(+1.5 ~ +17)变化范围较大且低于亏损地幔值。这表明该花岗岩源区可能存在一个蚀变洋壳组份和一个来自于富集地幔端元组份的混合。同时,其全岩初始87Sr/86Sr和206Pb/204Pb比值以及εHf(t)值都明显高于地幔演化线,表明其原岩组成可能经历过海水的交代。通过质量平衡和O-Hf同位素二元混合模拟估算,结果表明该碱性花岗岩源区可能存在40%以上的再循环洋壳物质。该结果远超出了我们以前的想象,同时也表明再循环洋壳组份对碱性花岗岩源区的贡献可能比对玄武岩要大得多。因此,该研究不仅为碱性A型花岗岩的来源提供了一个新的解释方案,也同时为我们了解俯冲洋壳组份的再循环方式提供了新的认识。 

    图1 巴尔哲地区早白垩世碱性A型花岗岩体及其岩相学特征

    图2 锆石O-Hf同位素二元混合模拟,指示其花岗岩浆源区含有大量(>40%)蚀变洋壳组分

      研究成果发表在近期出版的国际地学期刊《Journal of Geophysical Research-Solid Earth》上。  

      Yang WB, Niu HC, Hollings P, Zurevinski SE, Li NB, 2017, The role of recycled oceanic crust in the generation of alkaline A-type granites. Journal of Geophysical Research-Solid Earth, 122(12): 9775–9783 

      论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017JB014921/full 

     

    责编 :黄巧