俯(fu)沖帶(dai)是(shi)殼幔物質循環和(he)(he)(he)能量交換的(de)關鍵場所(suo)，為(wei)弧巖(yan)(yan)(yan)漿活動(dong)和(he)(he)(he)大陸地殼形(xing)成提供(gong)了(le)有利條件。弧巖(yan)(yan)(yan)漿的(de)時空(kong)分布(bu)特征為(wei)理解俯(fu)沖帶(dai)地球(qiu)動(dong)力(li)學過(guo)程提供(gong)了(le)重要(yao)線索。研究(jiu)(jiu)表明(ming)，弧巖(yan)(yan)(yan)漿活動(dong)主要(yao)受控于兩大因素：一是(shi)俯(fu)沖板(ban)塊動(dong)力(li)學和(he)(he)(he)幾何形(xing)態的(de)變化，包括海溝(gou)前進/后(hou)退、板(ban)片窗形(xing)成、俯(fu)沖角度與(yu)匯聚(ju)速率(lv)的(de)改變；二是(shi)上(shang)覆板(ban)塊狀態的(de)改變，如俯(fu)沖侵(qin)蝕/增生、板(ban)塊厚度變化以及構造控制的(de)巖(yan)(yan)(yan)漿上(shang)升(sheng)(sheng)和(he)(he)(he)侵(qin)位。這些(xie)(xie)因素共同調控著(zhu)地幔楔的(de)熔融條件、巖(yan)(yan)(yan)漿上(shang)升(sheng)(sheng)路徑(jing)和(he)(he)(he)滯留(liu)時間，從而直(zhi)接控制巖(yan)(yan)(yan)漿的(de)形(xing)成與(yu)分布(bu)特征。雖然現代活動(dong)大陸邊緣為(wei)研究(jiu)(jiu)這些(xie)(xie)地球(qiu)動(dong)力(li)學過(guo)程提供(gong)了(le)豐(feng)富資料，但古老造山帶(dai)中保(bao)存(cun)的(de)長期巖(yan)(yan)(yan)漿記錄為(wei)揭示(shi)古俯(fu)沖帶(dai)動(dong)力(li)學演化提供(gong)了(le)獨特窗口，這一領域仍存(cun)在(zai)諸多未解之(zhi)謎。
188bet足球地球(qiu)和空間(jian)科學(xue)(xue)學(xue)(xue)院、巖石圈(quan)演(yan)化和環境演(yan)變全國(guo)重(zhong)點實驗室鄭永飛(fei)院士(shi)研究(jiu)(jiu)團隊戴立群教授研究(jiu)(jiu)組(zu)以中國(guo)西北天山(shan)為研究(jiu)(jiu)靶區，系統梳理(li)了該區域的古(gu)生代火成巖、蛇綠巖和碎屑鋯(gao)石的空間(jian)分布、年代學(xue)(xue)與(yu)地球(qiu)化學(xue)(xue)數據。結果顯(xian)示(shi)，古(gu)生代巖漿(jiang)活(huo)動存在明顯(xian)的時空演(yan)化規(gui)律(lv)，巖漿(jiang)巖與(yu)碎屑鋯(gao)石隨時間(jian)演(yan)化均顯(xian)示(shi)逐漸虧損Nd-Hf同位素特征(圖(tu)1)，并(bing)伴(ban)隨有(you)同時期富Nb玄(xuan)武巖-高(gao)鎂(mei)安山(shan)巖-埃(ai)達克巖組(zu)合以及Cu-Au礦床的形成，指(zhi)示(shi)了洋脊-轉換斷層交(jiao)錯俯(fu)沖導(dao)致的板片窗(chuang)間(jian)歇性打(da)開對弧巖漿(jiang)的控(kong)制作用(yong)。相關(guan)研究(jiu)(jiu)成果以“Magmatic record reveals an ancient slab window linked to paleo-oceanic subduction”為題，5月23日(ri)發表在Nature Index收(shou)錄的國(guo)際地質學(xue)(xue)知名(ming)期刊《Geology》上。
圖1. 弧巖(yan)(yan)漿作用時(shi)空演(yan)化(hua)(hua)(A-B) 與巖(yan)(yan)漿巖(yan)(yan)和碎屑(xie)鋯石Nd-Hf同位(wei)素變化(hua)(hua)(C-D)
盡(jin)管俯(fu)(fu)沖上盤和(he)(he)下(xia)盤均(jun)可(ke)(ke)影響弧(hu)巖(yan)漿(jiang)(jiang)的(de)(de)(de)形成(cheng)和(he)(he)演化(hua)(hua)(hua)，但是西(xi)北(bei)天(tian)山(shan)古(gu)生(sheng)代弧(hu)巖(yan)漿(jiang)(jiang)活動與(yu)蛇綠巖(yan)在時(shi)(shi)(shi)空(kong)分布(bu)上同(tong)步變化(hua)(hua)(hua)，表明弧(hu)巖(yan)漿(jiang)(jiang)作(zuo)用與(yu)蛇綠巖(yan)侵位(wei)具有成(cheng)因(yin)(yin)聯系(xi)，因(yin)(yin)此俯(fu)(fu)沖板(ban)(ban)塊(kuai)的(de)(de)(de)行為是控(kong)制弧(hu)巖(yan)漿(jiang)(jiang)演化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)主導(dao)因(yin)(yin)素。此外(wai)，傳統的(de)(de)(de)機制，如(ru)海(hai)溝(gou)前進/后退、俯(fu)(fu)沖角(jiao)度(du)與(yu)匯聚速率(lv)改變、板(ban)(ban)片(pian)(pian)斷(duan)離及巖(yan)石圈拆沉，都難以解(jie)釋平行于海(hai)溝(gou)的(de)(de)(de)巖(yan)漿(jiang)(jiang)活動轉移和(he)(he)同(tong)位(wei)素組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)逐(zhu)漸(jian)(jian)虧損(sun)。綜合(he)各項地(di)質(zhi)證據表明，洋脊-轉換(huan)斷(duan)層交錯俯(fu)(fu)沖引起的(de)(de)(de)板(ban)(ban)片(pian)(pian)窗最有可(ke)(ke)能(neng)解(jie)釋這些(xie)特(te)征(zheng)(圖2)。當北(bei)天(tian)山(shan)洋的(de)(de)(de)洋中(zhong)脊與(yu)伊犁-中(zhong)天(tian)山(shan)板(ban)(ban)塊(kuai)北(bei)緣(yuan)以小角(jiao)度(du)交匯，板(ban)(ban)片(pian)(pian)窗間歇性(xing)(xing)打開，促使巖(yan)漿(jiang)(jiang)弧(hu)從(cong)西(xi)北(bei)向(xiang)東南方向(xiang)逐(zhu)漸(jian)(jian)轉移并造(zao)(zao)成(cheng)周期性(xing)(xing)巖(yan)漿(jiang)(jiang)作(zuo)用 (圖1和(he)(he)2A-C)，同(tong)時(shi)(shi)(shi)伴隨高溫(wen)變質(zhi)作(zuo)用，富Nb玄(xuan)武巖(yan)-高鎂安山(shan)巖(yan)-埃達克巖(yan)組(zu)合(he)、Cu-Au礦床(chuang)和(he)(he)A型花崗巖(yan)的(de)(de)(de)形成(cheng)。當北(bei)天(tian)山(shan)洋閉合(he)，洋脊俯(fu)(fu)沖到大陸(lu)之下(xia)，最終在大陸(lu)邊緣(yuan)產生(sheng)廣泛的(de)(de)(de)巖(yan)漿(jiang)(jiang)作(zuo)用(圖2D)。此外(wai)，板(ban)(ban)片(pian)(pian)窗的(de)(de)(de)打開導(dao)致虧損(sun)的(de)(de)(de)軟流(liu)圈地(di)幔(man)物質(zhi)上涌，造(zao)(zao)成(cheng)Nd-Hf同(tong)位(wei)素系(xi)統性(xing)(xing)虧損(sun)。因(yin)(yin)此，洋脊-轉換(huan)斷(duan)層交錯俯(fu)(fu)沖不僅(jin)控(kong)制了弧(hu)巖(yan)漿(jiang)(jiang)活動的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)空(kong)分布(bu)和(he)(he)地(di)球化(hua)(hua)(hua)學特(te)征(zheng)，同(tong)時(shi)(shi)(shi)也塑(su)造(zao)(zao)了古(gu)俯(fu)(fu)沖帶獨(du)特(te)的(de)(de)(de)構(gou)造(zao)(zao)演化(hua)(hua)(hua)格局。
圖(tu)2.洋脊-轉換斷層交錯俯沖對弧巖漿演化的影響
馬利濤(tao)特任副研究員(yuan)為(wei)論文的(de)第一作者，戴立群教授為(wei)通訊(xun)作者。該(gai)項研究工作得到(dao)了國家自然科學基金(42488101和(he)42303044)資助。
（地球和空間科(ke)學(xue)學(xue)院、科(ke)研部）
