冈瓦纳超大陆中心板块内伸展构造的变质岩浆岩地球化学新启示

【编辑推荐】本研究针对冈瓦纳超大陆边缘伸展构造演化机制不清的科学问题，通过斯里兰卡Kadugannawa与Highland Complexes边界带变质基性-长英质岩的地球化学和U-Pb年代学分析，揭示其源自富集地幔/OIB源区的板内伸展环境，提出2250-500 Ma期间多期裂解事件与全球超大陆旋回的关联性，为中央冈瓦纳构造演化提供新证据。

　　

在地球演化的漫长历史中，冈瓦纳超大陆的拼合与裂解一直是地质学家探索的焦点。尽管前人对压缩构造已有深入研究，但关于其边缘伸展构造的演化机制仍存在显著空白。斯里兰卡作为冈瓦纳核心碎片，位于印度、南极和马达加斯加等陆块交汇处，是解密这一谜题的关键。然而，这片经历超高温变质作用的复杂地块，长期面临构造背景争议——究竟是岛弧环境还是板内伸展？这一问题的解答，将直接影响对全球超大陆演化模型的重构。

针对这一科学难题，西北大学等机构的研究人员对斯里兰卡Kadugannawa Complex(KC)与Highland Complex(HC)边界带的变质岩浆岩展开系统研究。通过岩石地球化学与高精度年代学分析，首次揭示该区域存在多期板内伸展事件，相关成果发表于《Precambrian Research》。这项研究不仅填补了中央冈瓦纳伸展构造研究的空白，更建立了局部地质事件与全球超大陆旋回的时空关联。

研究团队采用X射线荧光光谱(XRF)分析主量元素，电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定微量元素，激光剥蚀-多接收器电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)获取锆石U-Pb年龄，并结合电子探针(EPMA)进行矿物化学表征。样本来自KC-HC边界带的15处变质基性岩和长英质岩露头，包括Tennekumbura、Digana等典型剖面。

【地质背景】斯里兰卡基底由四个构造单元组成：中央的HC、西部的WC与KC、东部的VC。研究聚焦KC-HC过渡带的双倾伏向-背形构造系统，该区域被认为是古造山带坍塌引发的拉张盆地遗迹。

【样品特征】KC的变质基性岩(如18KC01-1)显示轻稀土(LREE)富集型配分模式，(La/Yb)_N
比值为2-20，具微弱Eu异常；长英质岩则呈现A2型非造山特征。HC的变质基性岩(如18HC01)具有平坦的中-重稀土(MREE-HREE)模式，与KC形成鲜明对比。

【年代学框架】U-Pb年龄揭示四期岩浆事件：2250-1750 Ma(哥伦比亚超大陆)、1050-850 Ma(罗迪尼亚裂解)、700-627 Ma(东冈瓦纳拼合)和550-575 Ma(泛非造山后伸展)。锆石Th/U与Ce/Ce*值在580-530 Ma的异常升高，指示地壳物质再循环。

【讨论】地球化学判别图证实所有岩石源自富集地幔源区，排除了岛弧成因可能。A2型长英质岩特征与板内裂谷环境高度吻合。年代学峰值与Superia、Columbia等超大陆事件精准对应，暗示斯里兰卡记录了从古元古代到寒武纪的全球构造旋回。

该研究突破性地证实：中央冈瓦纳在造山后阶段经历了显著板内伸展，而非传统认为的挤压主导环境。这一发现不仅重新定义了斯里兰卡在超大陆重建中的构造定位，更建立了局部岩石记录与全球尺度构造事件的因果链条。特别是550-575 Ma的伸展事件，可能代表泛非造山带坍塌引发的重力均衡调整，为理解超大陆裂解机制提供了关键时间锚点。研究成果为探索早期地球动力学过程树立了新的范例，彰显了高变质岩区精细地球化学解析的重要价值。