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李献华等-GRL:洋内弧下存在古老大陆基底
2018-05-07 | 作者:科技处 | 【 】【打印】【关闭

       洋内弧由洋-洋俯冲形成的地幔楔部分熔融形成,由于没有大陆地壳的参与,洋内弧的形成和增生通常被认为代表了大陆地壳的快速“净增长”。然而,近年来在一些现代和古老的洋内弧中发现了古老的碎屑锆石,如太平洋域的吕宋岛弧、所罗门岛弧和瓦努阿图岛弧以及新元古代的阿拉伯-努比亚洋内弧,这些发现对上述传统认识提出了质疑。但是,现代洋内弧主体位于海平面之下,难以对其进行全面详细的观察和取样,这对深入理解洋内弧中古老锆石的来源及其在洋内弧形成演化中的作用造成了很大的困难。

1 阿拉伯-努比亚地盾区域地质简图

     基于上述问题,中科院地质与地球物理所李献华研究员团队对阿拉伯-努比亚地盾洋内弧开展了细致的分析研究。阿拉伯-努比亚增生造山带是莫桑比克洋俯冲-闭合、东-西冈瓦纳最终聚合的产物,由880-700 Ma的大量的洋内弧杂岩、蛇绿岩和杂砂岩组成,是全球新元古代最大、保存最完整的初生地壳。对埃及东部沙漠中段 (努比亚北部)的Atud组杂砂岩基质和其中的流纹岩砾石进行了系统的微区原位锆石U-Pb定年和Hf-O同位素分析,限定了Atud组杂砂岩的沉积时代为720-700 Ma,形成于阿拉伯-努比亚洋内弧发展演化晚期,杂砂岩来自近源洋内弧剥蚀的碎屑沉积,与大陆地壳无关。Atud组杂砂岩中~80%碎屑锆石的年龄为新元古代,~20%的碎屑锆石>1.7 Ga,总体上超过2/3的碎屑锆石具有负的Hf(T)值 (对应的锆石Hf模式年龄为中元古代-太古代),而且具有很大变化范围的氧同位素组成,表明这些锆石不是“初生洋内弧”重熔岩浆结晶的产物。Atud组杂砂岩中的流纹岩砾石的锆石U-Pb年龄为755 Ma,但所有锆石的Hf(T)均为负值,表明这个流纹岩是古老大陆基底物质重熔岩浆的产物。上述分析结果表明阿拉伯-努比亚地盾北部新元古代洋内弧下存在大陆地壳基底,大陆地壳的重熔再造对洋内弧形成具有重要的作用,基于地质历史上洋内弧形成发展估算大陆地壳的增生速率需要做很大程度的修正。

2  Atud组杂砂岩(a)和流纹岩砾石(b)锆石U-Pb年龄图解

3  Atud组杂砂岩(a)和流纹岩砾石(b)锆石eHf(T)-年龄图解

      相关研究成果近期发表在国际权威地学期刊Geophysical Research LettersLi et al. Old continental crust underlying juvenile oceanic arc: evidence from northern Arabian-Nubian Shield, Egypt. Geophysical Research Letters, 2018,45: 3001-3008)。

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