【{$randkws}】Lithos：中国科学技术大学揭示26亿年前板块构造作用的岩石地球化学证据 - {$web_name} 一直是海外上的探究中心

图1碱性超钾质花岗片麻岩的锆石U-Pb定年及主微量元素图解

图2 华北东南缘前寒武纪代表性岩石的锆石U-Pb年龄vs. εHf(t)图解
（神秘的地球uux.cn报导）据中国科学技术大学（地球和空间科学学院、科研部）：近期，中国科学技术大学地球和空间科学学院刘贻灿教授探究组首次在华北克拉通察觉了原岩时代为约26亿年的碱性超钾质花岗片麻岩，证明其原岩是由富集的幔源物质受俯冲大洋沉积物形成的熔流体交代改造而形成的超钾质正长岩岩浆经分离结晶而形成的，揭示了早前寒武纪板块构造作用的最初开启时间。有关探究成果以“Petrogenesis and 独家喜剧片评论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”为题发表于Lithos上。
早前寒武纪板块构造作用的最初开启时间归于地球动力学方面科学难题，一直是海外上的探究中心，持久存在风波。另外，近三十五年以来，尽管前人对超钾质岩石的形成和演化开展了广泛的探究，普遍觉得其形成于碰撞后生态中，但是，具体成因及演化过程仍存在较大分歧。并且，早前寒武纪（尤其024支付宝专题大于25亿年的太古代）碱性超钾质花岗岩极为少见，因而，前人也很少报导或探究。为此，刘贻灿教授探究组在全国自然科学基金项目的持续资助下，依据近十五年的探究积累，对华北克拉通东南缘前寒武纪变质基底岩石（五河杂岩或“五河群”）开展了操控系统的地质调研和透彻探究，察觉了碱性超钾质花岗片麻岩。
锆石U-Pb年代学探究结局（图1a、海口利润预警指南b）表明，碱性超钾质花岗片麻岩的原岩形成时代为26亿年，并历程了~25亿年麻粒岩相变质；接着，又在18.5亿年历程了与古元古代碰撞造山作用有关的变质作用叠加。该片麻岩富硅、碱，归于硅饱和的碱性超钾质花岗岩，并具有轻微过碱性到过铝质特征（图1c、揭秘林俊杰对比d）。另外，样品具有显著的Eu正异常，以及较强的Nb、Ta、P和Ti负异常和显著的Pb正异常，并表现出显著富集大离子亲石元素（图1e、f）。上述结局证明华北克拉通东南缘的确存在约26亿年的碱性超钾质花岗岩。
该碱性超钾质花岗片麻岩的锆石εHf(t)值转变范围较小（图2），并且未察觉有关镁铁质岩石，与岩浆混合成因岩石的特征不符，因而难以用单一的岩浆混合过程阐释其岩石成因和有关特征。另外，简易的地壳混染也无法阐释大多数片麻岩样品的远高于大陆地壳的高Rb和高大离子亲石元素特征。上述异常地球化学特征表明华北东南缘超钾质片麻岩源自于富集K、Ba和Rb以及轻稀土元素的源区。并且，片麻岩中岩浆锆石具有正的εHf(t)值，位于亏损地幔和球粒陨石的演化曲线之间，进一步表明片麻岩原岩的源区首要来自于幔源物质（图2）。另外，所探究的样品与巴西东北部的超钾质花岗岩具有相似的地球化学以及岩石学特征。前人品质平衡计算模拟结局表明，碱性长石+透辉石+云母+中长石+磷灰石的矿物组合的分离结晶即相当于正长岩的初始组成，并或许最后形成相似于超钾质花岗岩的成分。所以，探究区超钾质花岗片麻岩的高大离子亲石元素（尤其是Ba和Rb）、低Mg#、Cr、Ni以及FeOT+MgO等特征可归因于正长岩岩浆的分离结晶，而非幔源成因作用。另外，片麻岩也表现出与俯冲有关的高Th/Yb-高Ta/Yb特征，指示形成过程中存在俯冲沉积物质的加入。
论文第一作者是中国科学技术大学博士探究生苏海燕，通讯作者是中国科学技术大学杨阳博士后和刘贻灿教授。该项探究受到全国自然科学基金项目（41773020）的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.lithos.2021.106324