晚侏罗世至早白垩世镁铁质-长英质岩浆活动揭示华南东南缘地壳生长与减薄的耦合过程

华南东南缘晚侏罗世至早白垩世岩浆活动的成因机制与动力学背景长期存在争议。研究人员通过锆石U-Pb定年、Hf-Nd-Sr同位素及全岩地球化学分析，揭示了152?Ma和105?Ma两期岩浆事件中地壳熔融与幔源物质混合的耦合过程，提出古太平洋板块俯冲回撤引发的弧后伸展是驱动地壳生长与减薄的关键机制，为理解活动大陆边缘壳-幔相互作用提供了新证据。

　　

华南大陆边缘的晚中生代岩浆活动一直是地质学家关注的焦点。这片区域在晚侏罗世至早白垩世期间经历了大规模的地壳改造，形成了复杂的镁铁质-长英质岩石组合。然而，这些岩石的成因机制及其反映的深部动力学过程仍存在诸多争议：究竟是古老地壳的重熔主导，还是幔源物质的加入起了关键作用？古太平洋板块的俯冲过程如何影响华南陆缘的构造演化？这些问题直接关系到对活动大陆边缘壳幔相互作用机制的理解。

针对这些科学问题，中国某研究机构的研究团队对粤闽交界带进行了系统研究。他们选取了32件代表性样品，运用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年技术精确厘定了岩浆活动时代，通过全岩主微量元素分析揭示岩浆演化趋势，结合锆石Hf同位素和全岩Sr-Nd同位素体系追踪物质来源，最终在《Geochemistry》发表了这项创新性成果。

研究主要采用了四项关键技术：1) 锆石LA-ICP-MS U-Pb定年确定岩浆活动时代；2) 电子探针分析矿物化学成分；3) 多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)测定Hf同位素组成；4) 热电离质谱(TIMS)分析Sr-Nd同位素比值。样品来自粤闽交界带四个岩体，包括花岗闪长岩、黑云母花岗岩和基性岩墙等。

结果部分
地质背景与样品特征
研究区位于华夏地块与扬子克拉通拼合带，晚中生代发育多期岩浆活动。样品采自具代表性的平湖岩体、大埔岩体等，涵盖152?Ma花岗岩和105?Ma中酸性-基性岩组合。

分析结果
晚侏罗世(152?Ma)黑云母花岗岩显示高钾钙碱性特征，ε_Hf(t)值(-8.3至-1.9)和富集型Sr-Nd同位素组成，指示砂质源岩部分熔融。早白垩世(105?Ma)岩体具有中等ε_Hf(t)值(-5.6至1.4)和初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值(0.7059-0.7067)，反映砂质源与玄武质熔体的二元混合。新生代玄武岩则显示正ε_Nd(t)值(1.0-4.0)，源自软流圈地幔。

岩浆岩成因
分离结晶在岩浆演化中起关键作用。152?Ma花岗岩为高分异I/A型花岗岩，105?Ma中酸性岩系则显示壳幔混合特征。新生代玄武岩未受明显地壳混染。

结论与意义
研究揭示了华南东南缘晚中生代两阶段演化模型：1) 152?Ma时古太平洋板块回撤引发弧后伸展，导致中下地壳熔融形成花岗岩；2) 105?Ma时俯冲方向转为平行大陆边缘，引发大规模岩石圈减薄，促使幔源基性岩浆底侵并与壳源熔体混合。这一发现首次将地壳生长(通过岩浆添加)与减薄(通过伸展作用)统一为耦合过程，创新性提出弧后伸展系统是连接二者的关键纽带。

该成果不仅为华南晚中生代构造演化提供了同位素年代学约束，更建立了岩浆活动响应板块俯冲动力学的新模式。特别是发现105?Ma岩浆事件中壳幔物质的精确混合比例，为理解活动大陆边缘物质循环提供了定量依据。这些认识对重建东亚大陆边缘构造演化史具有重要启示意义。