古亚洲洋中段南向俯冲的终结：来自内蒙古四子王旗地区中-晚二叠世花岗岩的启示

针对中亚造山带(CAOB)古亚洲洋(PAO)南向俯冲终止时限的争议，研究人员通过对白乃庙弧带中-晚二叠世(252–260?Ma)花岗岩开展锆石U-Pb定年与地球化学分析，揭示了两期岩浆活动：258–260?Ma钙碱性弧状花岗岩与252–254?Ma高分异碱性花岗岩，提出PAO俯冲终止于~260?Ma，为碰撞造山带中俯冲型岩浆活动的全球性现象提供了关键证据。

　　

古亚洲洋(PAO)的闭合过程一直是地质学界争论的焦点，尤其是其南向俯冲的终止时限问题。中亚造山带(CAOB)作为全球最大的显生宙增生造山带，记录了多期弧-陆碰撞事件，但晚期俯冲与碰撞过程的岩浆响应常相互叠加，导致构造判别困难。内蒙古四子王旗地区位于CAOB中段的白乃庙弧带(BAB)，该区域保存了二叠纪关键构造转换期的岩浆记录，是破解这一难题的理想窗口。

针对这一科学问题，中国地质大学(北京)联合香港大学的研究团队对BAB中-晚二叠世花岗岩开展了系统性研究。通过锆石U-Pb-Hf同位素与全岩地球化学分析，发现258–260?Ma钙碱性花岗岩具有典型的弧岩浆特征(富集LILEs、亏损HFSEs)，而252–254?Ma高分异碱性花岗岩则显示高SiO₂(66.49–77.71?wt%)和碱含量(Na₂O+K₂O=6.88–9.55)。结合区域资料，研究提出PAO南向俯冲终止于~260?Ma，该成果发表于《Global and Planetary Change》。

关键技术方法包括：(1)锆石U-Pb同位素定年确定岩浆时代；(2)LA-ICP-MS锆石Hf同位素分析示踪源区性质；(3)全岩主微量元素地球化学判别岩浆成因；(4)Sr-Nd同位素体系约束壳幔相互作用。样本来自内蒙古四子王旗地区32件花岗岩及1件基性岩脉。

主要研究结果

1. 地质背景：BAB作为华北地块(NCC)北缘关键构造单元，记录了PAO俯冲-碰撞全过程。
2. 岩浆期次：锆石U-Pb年龄揭示两期岩浆活动(258–260?Ma与252–254?Ma)，ε_Hf(t)(-18~+12)与ε_Nd(t)(-13~-4)显示260–280?Ma岩浆存在CAOB新生地壳的加入。
3. 地球化学特征：早期花岗岩具低Nb/Ta(4.4–16.8)和Zr/Hf(13.5–39.2)，反映俯冲沉积熔体交代的NCC岩石圈地幔来源；晚期花岗岩高SiO₂(>70?wt%)指示陆壳重熔成因。

结论与意义
(1)建立BAB二叠纪构造演化序列：280?Ma前为安第斯型大陆弧，260–280?Ma转为弧/陆壳混合源区，~260?Ma标志俯冲终结；(2)提出全球碰撞造山带普遍存在俯冲型岩浆滞后现象，为理解壳幔相互作用提供新视角；(3)强调俯冲驱动岩浆活动是碰撞期地壳深熔的重要补充机制。该研究为CAOB构造演化模型提供了精确的年代学与地球化学约束。