南阿尔金两期埃达克岩成因及其对洋-陆俯冲转换过程的指示意义

With the key point of two stages adakites confirmed recently in the South Altyn subduction-collision complex belt, the aims of this project are to ascertain the distribution characteristics of these adakites and the associated intermediate-acid rocks by means of detailed field geological work; to confirm their formation ages, periods and magma sources by the studies of the geochronology, mineralogy, petrology and geochemistry; to decipher the information of mantle-crust interaction and to identify the partial melting condition and petrogenesis. By combining with the latest studies on mafic-ultramafic and continental HP-UHP rocks, the research could supply direct petrologic evidences and geochronologic constraints on the tectonic evolution of ancient oceanic subduction, which would play an important role in outlining the tectonic transition from oceanic subduction to continental in South Altyn.

本课题拟以申请人在南阿尔金俯冲碰撞杂岩带新确定的两期埃达克岩为切入点, 通过详细的野外地质工作, 查明二者及与其密切伴生的不同类型中酸性岩石的野外分布规律; 通过高精度年代学研究, 确定它们的形成时代和期次; 结合矿物学、岩石学、元素和同位素地球化学等方面的研究, 分析岩浆作用的物质来源, 反演它们所记录的壳幔相互作用信息, 探讨部分熔融条件及岩石成因机制, 并结合区内陆壳高压-超高压变质岩以及蛇绿岩型镁铁-超镁铁质岩的最新研究成果, 为确定南阿尔金古洋壳俯冲演化过程提供直接的岩石学证据, 并为区内洋壳俯冲时限提供年代学约束, 同时为进一步阐明区内早古生代洋壳-陆壳俯冲转换过程提供重要依据。

本项目对南阿尔金地区新发现的早古生代两期埃达克岩开展了综合详细的野外地质调查、岩石学、地球化学和同位素年代学等方面的研究。.两期埃达克质岩石的野外分布范围不同，第一期(517 Ma)埃达克岩以岩脉或小岩株状侵入于南阿尔金蛇绿构造混杂岩之中，分布范围较为有限，以黄土泉岩体为代表；第二期(501~496 Ma)花岗质岩石主要出露于南阿尔金蛇绿混杂岩带之中，以南阿尔金长沙沟岩体和鱼目泉岩体为代表，分布范围较第一期稍广。两期埃达克岩锆石Hf同位素存在明显差异, 第一期埃达克岩锆石εHf(t)值均为正值(6.7 ~ 10.3, 均值为8.4)；第二期埃达克岩锆石εHf(t)主体为负值且变化范围较大(-5.7 ~ 5.9, 均值为-2.3)。结合地球化学特征分析表明第一期埃达克岩属于洋壳型埃达克岩，而第二期埃达克岩属于陆壳型埃达克岩。前者是南阿尔金玄武质洋壳俯冲过程中，在约>50km深度发部分熔融产生的熔体, 与上覆地幔楔发生交代混染形成的产物；后者形成于1.2 GPa ~ 1.5 GPa 和900℃条件下加厚下地壳的部分熔融。洋壳型埃达克岩的形成时代(517 Ma)为南阿尔金早古生代洋壳俯冲作用时限提供了直接约束, 区内陆壳深俯冲引发的高压-超高压峰期变质作用时代(~500 Ma)滞后这一事件约10 Myr, 表明南阿尔金早古生代时期由洋壳俯冲转换为陆壳俯冲可能是一个连续的构造演化过程。.根据本项目的研究成果以及区内已发表的蛇绿岩、高压-超高压变质作用年代学成果, 本项目进一步将南阿尔金高压-超高压变质带早古生代的构造演化历史划分为5个阶段：(1)洋盆发育扩张, 622Ma ~ 517Ma, 形成了南阿尔金阿帕-茫崖蛇绿混杂岩带; (2)洋壳俯冲, ≥517Ma ~ 500Ma, 形成了黄土泉O型埃达克岩; (3)陆壳深俯冲, 504Ma ~ 487Ma，在俯冲洋壳的拖曳作用下, 南阿尔金地区发生了陆壳深俯冲作用, 在区内产生了广泛分布的高压-超高压变质岩石及少量的C型埃达克岩; (4)俯冲陆壳发生板片断离并开始折返, 460Ma ~ 451Ma, 区内构造由碰撞挤压转换为后碰撞伸展体制; (5)碰撞后伸展, 426Ma ~ 385Ma, 造成高压-超高压变质岩石进一步发生角闪岩相退变质作用, 并产生A型花岗质岩浆作用。