印度东北部阿萨姆-梅加拉亚片麻岩杂岩体中~1.6 Ga与~0.5 Ga A型花岗岩的成因及构造意义:年代学、地球化学与Sr-Nd同位素约束

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Geochemistry 2.6

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  本研究针对印度东北部阿萨姆-梅加拉亚片麻岩杂岩体(AMGC)中两期花岗岩(~1.6 Ga和~0.5 Ga)的成因争议,通过锆石U-Pb定年、全岩地球化学及Sr-Nd同位素分析,揭示其均为A型花岗岩,分别源于哥伦比亚与东冈瓦纳超大陆拼合后的伸展环境,为理解东亚前寒武纪地壳演化提供了关键证据。

  

印度东北部的阿萨姆-梅加拉亚片麻岩杂岩体(AMGC)是研究前寒武纪地壳演化的关键窗口,但其内部两期花岗岩(~16亿年和~5亿年)的成因与构造背景长期存在争议。早期研究对岩石类型(A型、S型或I型)和物质来源(地壳或地幔)的结论相互矛盾,且缺乏对西部AMGC的系统调查。更棘手的是,尽管锆石Hf模式年龄暗示太古宙-古元古代地壳的存在,AMGC基底却仅报道过~16.7-15.2 Ga的片麻岩,形成明显的"年龄矛盾"。这些谜团直接关系到对哥伦比亚与冈瓦纳超大陆拼合事件的解读。

针对这些问题,印度理工学院孟买分校的Rahul Nag团队联合国际学者,对AMGC西部未开发区域及中东部已知花岗岩体展开综合研究。通过野外调查、矿物化学、锆石-独居石U-(Th)-Pb定年、全岩主微量元素及Sr-Nd同位素分析,首次确认两期花岗岩均属A型,且分别形成于哥伦比亚(~1.6 Ga)和东冈瓦纳(~0.5 Ga)超大陆拼合后的伸展环境。论文发表于《Geochemistry》,为重建东亚前寒武纪构造格局提供了决定性证据。

关键技术包括:1)激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)锆石U-Pb定年确定岩浆时代;2)电子探针(EPMA)分析矿物化学成分;3)全岩X射线荧光光谱(XRF)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定主微量元素;4)热电离质谱(TIMS)获取Sr-Nd同位素组成。样本覆盖AMGC西部新区及中东部经典露头(如Panbari、Mylliem等)。

地质背景与野外关系
AMGC作为东西向延伸的断块,被Oldham断裂等切割。研究首次系统描述西部花岗岩的野外产状,发现其与中东部岩体均侵入~16.7 Ga基底片麻岩,且发育后碰撞伸展构造特征。

岩石学与矿物化学
电子探针数据显示两期花岗岩均含碱性长石、石英及富铁黑云母,~1.6 Ga样品中见岩浆锆石核部保留~2.2 Ga年龄信息,暗示古老地壳物质参与。

花岗岩侵位时代
锆石U-Pb年龄明确划分两期事件:1617-1603 Ma(MSWD=0.04)和540-497 Ma。独居石U-Th-Pb数据进一步验证~0.5 Ga热事件的存在。

地球化学特征
两期花岗岩均具高SiO2(72-76 wt%)、高碱(Na2O+K2O=7-9 wt%)及低MgO(<1 wt%)特征,Ga/Al比值>2.6,典型A型花岗岩标志。但~1.6 Ga样品εNd(t)=0.4至-3.9(TDM=2.6-2.2 Ga),指示基性下地壳熔融;而~0.5 Ga样品εNd(t)=-10.8至-12.1(TDM=2.2-1.7 Ga),反映古-中元古代地壳重熔。

结论与意义
1)AMGC两期花岗岩均为后碰撞A型,终结了关于其岩石类型的长期争论;
2)~1.6 Ga岩体源自哥伦比亚拼合后垮塌引发的基性下地壳熔融,~0.5 Ga岩体则与东冈瓦纳拼合导致的古老地壳重熔有关;
3)Nd-Hf模式年龄差异暗示AMGC可能存在未出露的太古宙微陆块,挑战现有地壳演化模型。该成果不仅厘清了AMGC的构造属性,更为超大陆旋回研究提供了东亚关键拼图。

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