伊萨山(Mt Isa Inlier)花岗岩中的锆石U-Pb年龄测定及Lu-Hf同位素系统研究——证明了在努纳(Nuna,即哥伦比亚)超级大陆最终形成过程中,一个活跃的大陆边缘经历了长期的重塑过程
《Precambrian Research》:Zircon U-Pb ages and Lu-Hf isotopic systematics in granites from Mt Isa Inlier ? evidence of prolonged reworking of an active continental margin during the final assembly of the Nuna (Columbia) supercontinent
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时间:2025年11月18日
来源:Precambrian Research 3.2
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新U-Pb年龄测定和Hf同位素数据揭示了Dajarra地区四个火成事件(Kalkadoon至Sybella)的精确年代,纠正了前人关于Sybella和Argylla事件火成体的归属错误,并证实这些事件与NAC东部边缘的俯冲带位置变化及Nuna超级大陆拼合密切相关。研究还发现所有火成岩均源自基底岩浆再循环,仅少数含微量 juvenile输入。这些成果完善了Mount Isa Inlier的构造-火成演化史,为全球Proterozoic构造事件对比提供了新证据。
研究团队通过分析澳大利亚北澳大利亚克拉通(NAC)东部边缘的Mount Isa地体内的侵入岩,揭示了该区域在前寒武纪期间复杂的岩浆活动历史。这些侵入岩形成于大约1880至1490百万年前的六个岩浆事件,其中西南部Dajarra地区的侵入岩之前被归为约1680至1650百万年前的Sybella岩浆事件,但新的铀-铅(U-Pb)锆石年代学数据表明,这些侵入岩实际上形成于更早的时期,包括Kalkadoon、Argylla、Wonga-Burstall和Sybella四个岩浆事件,分别对应约1860、1820–1780、1710–1690和1670–1650百万年前的岩浆活动。这些发现不仅更新了对Mount Isa地体岩浆事件的认识,也提供了关于该地区与南澳大利亚克拉通(SAC)和北美板块构造演化之间联系的重要线索。
在Dajarra地区,研究团队收集了多个侵入岩样品,并通过高精度的锆石U-Pb年代测定和铪(Hf)同位素分析,确定了这些岩浆事件的时间范围和来源。锆石U-Pb数据表明,Kalkadoon岩浆事件的侵入岩具有较一致的年代,显示出与周围地层的显著关系,而Argylla岩浆事件的锆石则呈现出混合的同位素特征,表明其可能源于内部地壳物质的重新熔融。Wonga-Burstall岩浆事件的锆石同位素数据显示出较低的放射成因特征,说明其主要来源于地壳物质的再循环。Sybella岩浆事件的锆石则具有更年轻的年代,且与东部地体的构造活动存在联系。这些数据揭示了Mount Isa地体在Nuna超大陆组装过程中的重要作用,特别是在地壳演化和岩浆活动方面。
通过分析这些岩浆事件的时空分布,研究团队认为这些侵入活动可能与不同的俯冲系统有关。Kalkadoon和Argylla岩浆事件可能与南澳大利亚克拉通边缘的北倾俯冲系统相关,而Wonga-Burstall和Sybella岩浆事件则可能与东缘的西倾俯冲系统有关。这些俯冲系统的存在和变化,不仅解释了Mount Isa地体内部的岩浆活动,还为理解整个NAC和SAC之间的构造联系提供了新的视角。研究结果还表明,这些岩浆活动可能在俯冲系统消亡和后弧扩张的背景下发生,进一步支持了Nuna超大陆最终闭合前的构造演化模型。
此外,研究团队还发现,这些侵入岩的同位素特征显示出强烈的地壳再循环迹象,说明在Nuna超大陆组装过程中,地壳物质的再熔融是岩浆生成的主要机制。这与现代大陆边缘的岩浆活动有所不同,现代大陆边缘通常与弧岩浆作用相关,而Mount Isa地体的岩浆活动则主要表现为A型岩浆作用,这可能与较热的前寒武纪造山带和广泛的后弧扩张有关。这种构造和岩浆活动的组合,为理解Nuna超大陆的形成提供了重要的地质证据。
研究结果还表明,Mount Isa地体的岩浆活动并非孤立存在,而是与更广泛的澳大利亚前寒武纪地体有联系。例如,Kalkadoon岩浆事件的侵入岩与SAC中的Donington组形成连续的岩浆带,而Argylla岩浆事件的侵入岩则可能与NAC的其他构造活动同步。这些发现不仅有助于重构前寒武纪澳大利亚的构造演化历史,还为全球前寒武纪超大陆组装提供了新的证据。
总体而言,这项研究通过详细的年代学和同位素分析,揭示了Mount Isa地体在Nuna超大陆组装过程中的重要角色。它不仅更新了对地体内部岩浆活动的认识,还为理解澳大利亚前寒武纪地体与其他大陆边缘之间的构造联系提供了新的视角。这些数据对于进一步研究前寒武纪造山带的演化过程和全球构造格局具有重要意义。
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