俯冲驱动地幔熔融对早二叠世天山造山带岩浆演化的控制机制

本研究针对塔里木地幔柱与天山造山带碰撞过程的相互作用争议，通过东天山基性岩墙的锆石U-Pb定年（293 Ma）、Hf-O同位素及H2O含量分析，揭示其源于俯冲改造的含水岩石圈地幔熔融，证实早二叠世岩浆活动受板块断离触发而非地幔柱影响，为碰撞后岩浆成因及大陆生长机制提供新证据。

　　

【研究背景】
地球深部动力学过程如何影响大陆演化，一直是地质学的核心问题。早二叠世，塔里木克拉通下的地幔柱活动与相邻天山造山带的碰撞造山作用在时空上重叠，这种罕见现象为研究汇聚构造中的深部相互作用提供了理想窗口。然而，学界对天山地区同期基性岩墙的成因存在激烈争论：究竟是地幔柱热驱动的熔融产物，还是俯冲相关的水化熔融结果？这一争议直接关系到对中亚造山带（CAOB）晚古生代构造-岩浆体系的认知。

【研究设计与方法】
中国某高校联合团队在《Global and Planetary Change》发表论文，选取东天山巩沟剖面9件基性岩墙样品，整合锆石U-Pb定年（激光剥蚀电感耦合等离子体质谱LA-ICP-MS）、全岩主微量元素分析、锆石Hf-O同位素（二次离子质谱SIMS）及H₂O含量测定（傅里叶变换红外光谱FTIR）等多维数据，构建了岩浆源区性质与动力学模型。

【研究结果】

1. Eastern Tianshan and Gangou section
   岩墙侵位于293 Ma，与塔里木大火成岩省（LIP）喷发同期，但具弧型地球化学特征（如富集大离子亲石元素LILE），排除了地幔柱主导成因。

2. Zircon U-Pb ages
   锆石分为~430 Ma捕获锆石与~293 Ma岩浆锆石两组，后者Th/U比（0.4-1.1）及振荡环带指示基性岩浆结晶，Zr饱和度温度（787-856°C）支持直接源自地幔熔体。

3. Origin of the two groups of zircons
   岩浆锆石高H₂O含量（102-1190 ppm）与εHf(t)（+1.5至+11.0）、δ¹⁸O（5.0-7.9‰）揭示源区为受俯冲流体交代的年轻岩石圈地幔，非典型地幔柱组分。

【结论与意义】
研究证实早二叠世东天山基性岩墙形成于板块断离触发的俯冲改造地幔熔融，塔里木地幔柱影响范围未延伸至造山带。这一发现革新了对CAOB碰撞后岩浆作用的认知，提出"俯冲驱动熔融+岩石圈增生"的造山带演化新模式，为全球碰撞造山带深部过程与大陆生长机制提供了关键案例。