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科学研究

易建康:藏南碰撞后高钾埃达克质花岗岩起源于中-酸性弧岩浆岩的重熔【Geology,2022】
2022-04-12 阅读:11184

埃达克岩最初被定义为起源于玄武质俯冲洋壳部分熔融的、具有特殊地球化学特征(如高Sr/YLa/Yb比值和低YYb含量)的中-酸性富钠岩浆岩。后来的研究表明,俯冲带岩浆弧增厚玄武质下地壳的高压部分熔融也可以形成富钠的埃达克岩。埃达克岩的富钠和高Sr/YLa/Yb特征普遍被认为受控于玄武质岩石的高压部分熔融(≥1.5 GPa)。在碰撞后背景下,比如藏南渐新世-中新世时期,碰撞后花岗岩具有和富钠埃达克质岩相似的微量元素特征(如高Sr/Y),但却是富钾的,表现为更高的K2O含量和K2O/Na2O。已有研究根据富钠埃达克质岩微量元素组成与高压部分熔融的关系,把这些碰撞后富钾埃达克质岩石归因于深部地壳的高压部分熔融,并用于指示增厚地壳和地壳厚度。富钾埃达克质岩石可由多种机制形成,很多情况下可能并不需要基性岩石在高压下的部分熔融,但关键是能否找到直接的证据。

针对上述研究难题,【威尼斯人游戏】-威尼斯3775网站“岩浆作用与青藏高原形成”研究团队博士后易建康,在合作导师朱弟成教授与澳大利亚莫纳什大学Roberto F. Weinberg教授的共同指导下,对青藏高原南部冈底斯岩浆带东段米林地区的中-酸性混合岩化正片麻岩和花岗岩岩体(扎绕岩体)开展了详细的野外、岩石学、年代学和地球化学研究,取得以下新认识:

1)米林地区的中-酸性正片麻岩发育大量淡色体,部分样品见指示后期部分熔融的转熔石榴石(1),锆石结构和大量年龄数据显示同碰撞(66-48 Ma)中-酸性正片麻岩在碰撞后渐新世(30-25 Ma)发生了重熔(2)。

2)扎绕岩体碰撞后渐新世(30-22 Ma)花岗岩发育大量同碰撞(66-48 Ma)锆石继承核(2),花岗岩锆石继承核与中-酸性正片麻岩一致的锆石U-Pb年龄和Hf同位素表明花岗岩起源于同碰撞中-酸性正片麻岩的重熔(2)。相平衡模拟结果揭示中-酸性正片麻岩的重熔发生在中等压力条件下(~0.9 GPa~740 ℃; 3)。

3)扎绕岩体渐新世花岗岩中未见同时期基性包体,地球化学上未表现出岩浆混合特征(4)。扎绕岩体可能代表了碰撞后冈底斯纯的地壳重熔端元,其与钾玄质/超钾质岩浆的混合形成了碰撞后渐新世-中新世含包体的富钾花岗岩类(4)。

本研究结果表明碰撞后高钾埃达克质花岗岩可以起源于中-酸性弧岩浆岩在中等压力下的部分熔融,并不需要之前认为的基性地壳在高压下的部分熔融,因此不能简单用于指示碰撞后增厚地壳或地壳厚度。本研究为高钾埃达克质花岗岩起源于纯的地壳重熔提供了直接证据,这为研究藏南或其它碰撞后背景下经历了岩浆混合的花岗岩类提供了关键的端元成因模型。




图1 藏南冈底斯岩浆带地质简图、研究区地质简图和采样位置以及样品野外产出状况


 

图2 锆石U-Pb年龄和锆石Hf同位素特征

 


图3 部分熔融的温度和压力条件


图4 全岩主量和微量元素特征


上述成果发表于国际著名地质学期刊《Geology》:Yi, J.K., Zhu, D.C.*, Weinberg, R.F., Wang, Q., Xie, J.C., Zhang, L.L., Zhao, Z.D., 2022. Origin of Tibetan post-collisional high-K adakitic granites: anatexis of intermediate to felsic arc rocks. Geology,https://doi.org/10.1130/G49818.1

全文链接:https://doi.org/10.1130/G49818.1

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