东天山的三叠纪大陆内部地壳重构造：来自博格达山脉晚三叠世Adakitic岩和低Sr/Y花岗岩的新见解

《Geochemistry, Geophysics, Geosystems》：Triassic Intracontinental Crustal Reworking of the Eastern Tianshan: New Insights From Late Triassic Adakitic and Low-Sr/Y Granitoids in the Bogda Range

大陆板内岩浆作用机制研究：以东天山博达山带三叠纪花岗岩为例。本文通过锆石U-Pb定年（219-221Ma）结合地球化学和同位素分析，揭示了两种花岗岩类（高Sr/Y гранит и низкийSr/Y гранит）的形成差异：前者源于下地壳 garnet stability 容器的高压熔融，后者为较浅地壳 plagioclase stability 容器中的中低压熔融。研究证实三叠纪东天山岩浆作用是地壳不同深度和温度下 juvenile crust 与 ancient crust 重熔过程，伴随上地幔物质上涌及走滑构造活动。

　　大陆内部的地壳岩浆活动一直是对板块构造理论的重大挑战。三叠纪的岩浆活动在中亚造山带（CAOB）的演化过程中占据着关键地位，且持续引发对其构造背景的讨论。本研究基于对东部天山博格达地区两个新识别的三叠纪花岗岩体的综合分析，包括野外、岩石学、年代学、地球化学和同位素数据：一种阿达克质斑岩和一种低Sr/Y花岗质斑岩。锆石铀铅测年结果表明，它们的结晶年龄分别为约221–220百万年和219–217百万年，几乎同时发生。这两种岩体都表现出高SiO?和K?O含量，低MgO（Mg#）和Ni含量，以及较高的K?O/Na?O和Th/Nb比值。它们还具有全岩Sr-Nd和锆石Hf同位素组成偏析，表明其来源于新生地壳物质。阿达克质斑岩显示出高Sr/Y和（La/Yb）N比值，低Rb/Sr比值和弱的Eu异常，这表明其来源于石榴石稳定的基性下地壳。相比之下，花岗质斑岩表现出低Sr/Y和（La/Yb）N比值，与斜长石稳定的来源一致。通过整合这些结果与区域数据，我们提出东部天山三叠纪岩浆活动的多样性是由于在不同深度和温度下重新熔融了新生和古老地壳，从而形成了类似弧的地球化学特征。这一过程与大陆内部的转换构造和可变的地幔贡献相关。

在大陆内部远离活动板块边界的地方，具有类似弧特征的岩浆活动仍然令人困惑，并对板块构造理论构成挑战。在东部天山博格达地区首次识别出两个约220百万年的侵入岩——阿达克质斑岩和低Sr/Y花岗质斑岩。我们分析了它们的化学成分和精确年龄。阿达克质斑岩由石榴石稳定的下地壳部分熔融形成。低Sr/Y花岗质斑岩则由在较浅层次形成的岩浆结晶，这些岩浆可能源于斜长石稳定的区域。两种岩石都携带了“新生地壳”的同位素指纹。它们形成的时间相近，但来源于不同的深度。我们提出，东部天山地区在三叠纪期间，古老和新生地壳岩石在不同温度下发生部分熔融，可能由地幔物质上涌触发。这为大陆内部在地壳构造背景下发生熔融事件提供了例子。

此外，东部天山的三叠纪岩浆活动显示出与碰撞和弧型构造相关的特征，而其形成的机制则可能与地幔上涌和转换构造有关。尽管这些活动在地壳演化过程中具有重要意义，但其具体成因和构造背景仍存在争议。因此，整合多方面的证据（如地球化学、同位素和地质构造数据）对于准确判断这些岩浆活动的来源至关重要。近年来，多个研究提出，三叠纪期间东部天山地区的岩浆活动可能与地壳熔融和地幔上涌有关，这些过程可能发生在不同的构造条件下，如从碰撞到转换构造的转变。

研究区域的地质背景表明，东部天山位于中亚造山带的西南部，记录了 Paleo-Asian Ocean（PAO）的两个主要分支：北部的 Junggar-North Tianshan Ocean 和南部的 Paleo-Tianshan Ocean。在该区域暴露的蛇绿岩带多为古生代（约5亿到3亿年），表明该时期存在海洋地壳。然而，其拼合时间和从俯冲到大陆内部构造的转变仍存在不同解释，一些研究将其定位于晚石炭纪到早二叠纪，而另一些则认为其形成于晚二叠纪到三叠纪。多种三叠纪岩浆侵入和火山序列在东部天山已被识别，它们的形成与区域构造背景和地壳演化密切相关。

本研究通过综合野外、岩石学、年代学、地球化学和同位素数据，分析了博格达地区两个新发现的三叠纪花岗岩体。我们的目标是阐明它们的成因，并结合已发表的数据，进一步厘清三叠纪时期天山造山带的构造背景。基于新的发现和数据集，我们确定了东部天山三叠纪岩浆活动的空间和时间分布。我们提出，这种岩浆活动最可能是由于在大陆内部不同深度和温度下重新熔融了新生和古老地壳，伴随着转换构造和地幔上涌。这为大陆内部在古老造山带中形成的岩浆活动提供了实例。

在博格达地区的花岗质斑岩和阿达克质斑岩中，观察到一些特征，如高SiO?和K?O含量，以及低MgO（Mg#）和Ni含量，表明它们来源于不同的地壳层次。阿达克质斑岩表现出较高的Sr/Y和（La/Yb）N比值，低Rb/Sr比值和弱的Eu异常，这些特征与在石榴石稳定区的下地壳部分熔融有关。而低Sr/Y花岗质斑岩则显示较低的Sr/Y和（La/Yb）N比值，与斜长石稳定区的来源一致。这些岩石的同位素组成显示它们可能来源于新生地壳，但具体成因仍需进一步研究。

在研究过程中，我们还观察到一些区域性的构造特征，如东部天山的转换构造和地幔上涌。这些构造活动可能与古生代的俯冲作用有关，同时又与三叠纪时期地壳的重新熔融和地幔物质的输入密切相关。因此，东部天山的三叠纪岩浆活动可能与古生代的构造背景存在一定的联系。同时，该地区也显示出一些与地幔上涌相关的特征，如高Sr/Y和（La/Yb）N比值，以及低Nb和Ti含量。这些特征表明，阿达克质斑岩可能来源于下地壳部分熔融，而低Sr/Y花岗质斑岩则来源于较浅层次的岩浆结晶。

此外，研究还发现，这些岩石的同位素组成和地球化学特征与已知的三叠纪岩浆活动存在一定的相似性，但又显示出独特性。例如，它们的Sr-Nd同位素组成显示出较弱的偏析，表明其来源于地壳物质。同时，它们的地球化学特征也与某些特定的构造环境相关，如地幔上涌和转换构造。这些特征表明，三叠纪时期的岩浆活动可能不仅仅是地壳的熔融过程，还可能与地幔物质的输入和转换构造密切相关。因此，理解这些岩浆活动的成因和构造背景对于进一步厘清东部天山地区的地壳演化具有重要意义。

研究还表明，这些岩石的形成可能与某些特定的构造过程有关，如转换构造和地幔上涌。这些过程可能与地壳的重新熔融和地幔物质的输入密切相关。因此，它们的地球化学特征和同位素组成可能为研究这些构造过程提供了新的视角。此外，研究还发现，这些岩石的形成可能与某些特定的构造背景有关，如地壳的熔融和地幔的输入，这些背景可能与古生代的构造活动存在一定的联系。

总之，博格达地区的阿达克质斑岩和低Sr/Y花岗质斑岩可能是在不同深度和温度下重新熔融了新生和古老地壳的结果。阿达克质斑岩来源于下地壳部分熔融，而低Sr/Y花岗质斑岩则来源于较浅层次的岩浆结晶。这些发现不仅有助于理解三叠纪岩浆活动的成因，也为研究大陆内部的构造演化提供了新的证据。同时，这些岩石的同位素组成和地球化学特征表明，它们可能与某些特定的构造过程有关，如地幔上涌和转换构造，这些过程可能对地壳的演化产生重要影响。