广州地化所、深地科学卓越创新中心提出羌塘-潘伽大火成岩省成因新模型

  

  冈瓦纳北缘自古生代以来经历多次向北的地块裂解和大洋的打开,但这种地块单向裂解的动力学机制令人困惑。冈瓦纳北缘长期裂解过程中最近一个事件是基梅里陆块在晚古生代的裂解及新特提斯洋的打开,该事件地质记录良好,在青藏高原分布有大量的与裂解相关的早二叠世基性岩。但对这期裂解事件的动力学机制存在板块构造成因与地幔柱活动两种观点的强烈争议。

  yb体育网址、深地科学卓越创新中心但卫副研究员、王强研究员、张修政副研究员、徐义刚院士及国内外合作者通过对青藏高原古生代地质演化的综合研究,重建了羌塘-潘伽大火成岩省以及东基梅里陆块在冈瓦纳大陆中的位置(图1),限定这个大火成岩省形成于290-285 Ma,主要峰期为285 Ma(图2)。因此,羌塘-潘伽大火成岩省与世界上其它典型大火成岩省一样形成于很短的时间,而不是前人认为的形成于晚石炭-早二叠世的很长时间(320-280 Ma)。

  地球化学研究表明,玄武质岩石来自于软流圈/地幔柱与岩石圈相互作用。但受岩石圈混染较少的样品显示较高的地幔潜能温度(Tp为1450-1560°C),指示羌塘-潘伽大火成岩省是地幔柱成因。而在区域上,古特提斯洋在早二叠世又重新开始向北俯冲,其板片拉力也可以造成冈瓦纳北缘的伸展,并集中于先存的软弱带。因此,作者提出板片拉力造成了冈瓦纳北缘的区域伸展,而地幔柱集中作用于这些伸展区域,两者的联合作用形成了羌塘-潘伽大火成岩省(图3)。这期事件不仅造成了东基梅里陆块的裂解,还导致新特提斯洋在~285 Ma打开。

  这项研究提出并论证了位于俯冲下盘被动陆缘的大火成岩省形成的动力学机制,对于特提斯构造域单向裂解动力学过程和机制的研究具有重要的启示意义。

  该成果近期在线发表于国际地球科学著名期刊Earth and Planetary Science Letters。该项研究获得了青藏高原第二次科学考察(2019QZKK0702)和国家自然科学基金等的联合资助。

图1 基梅里陆块和羌塘-潘伽大火成岩省的重建图

图2 羌塘-潘伽大火成岩省锆石年龄频谱图

  图3 羌塘-潘伽大火成岩省成因动力学模型

    论文信息:Dan W. (但卫), Wang Q. (王强), Murphy J.B., Zhang X.Z. (张修政), Xu Y.G. (徐义刚), White W.M., Jiang Z.Q. (姜子琦), Ou Q. (欧权), Hao L.L. (郝露露), Qi Y. (齐玥), 2021. Short duration of Early Permian Qiangtang-Panjal large igneous province: Implications for origin of the Neo-Tethys Ocean. Earth and Planetary Science Letters 568, 117054. 

  论文链接:https://doi.org/10.1016/j.epsl.2021.117054

(同位素地球化学国家重点实验室供稿)

附件: