大别造山带木子店高压基性麻粒岩揭示扬子克拉通北部晚新太古代岩浆作用与古元古代变质作用

本研究针对扬子克拉通古元古代造山带高压麻粒岩变质演化机制不清的问题，通过木子店露头新发现的基性麻粒岩开展综合研究，重建了顺时针P-T-t轨迹（10.5-11.0 kbar/860-890℃），获得~2.5 Ga原岩形成年龄和~2.0 Ga高压变质年龄，Hf-O同位素揭示富集地幔源区特征，为哥伦比亚超大陆聚合过程中扬子克拉通北缘弧-陆碰撞提供了关键证据。

　　

地球早期板块构造机制的研究是理解大陆地壳形成演化的关键。扬子克拉通作为中国主要的前寒武纪地块之一，其古元古代地质记录对重建哥伦比亚超大陆聚合过程具有重要意义。然而，与华北克拉通相比，扬子克拉通太古宙-古元古代基底出露稀少，特别是对~2.0 Ga弧-陆碰撞样式的认识仍存在争议。高压(HP)基性麻粒岩作为大陆深俯冲的重要记录，其P-T-t轨迹的定量重建能为早期造山过程提供关键约束。

中国地质大学（武汉）全球构造研究中心的研究人员对大别造山带北部木子店露头新发现的基性麻粒岩开展了系统研究。通过详细的岩相学观察、矿物化学分析、相平衡模拟和锆石U-Pb-Hf-O同位素测试，重建了精确的P-T-t演化轨迹，揭示了扬子克拉通北缘~2.0 Ga的构造热事件，论文发表在《Precambrian Research》。研究采用电子探针(EPMA)分析矿物主量元素，LA-ICP-MS测定锆石U-Pb年龄和微量元素，SIMS分析锆石O同位素，结合相平衡模拟软件THERMOCALC进行P-T条件计算。

研究结果显示：

1. 岩相学特征显示样品保存进变质（石榴子石中角闪石+斜长石+石英+单斜辉石包裹体组合）、峰期高压麻粒岩相（石榴子石+单斜辉石+角闪石+斜长石+石英+钛铁矿组合）和退变质（斜方辉石替代单斜辉石，以及角闪石+斜长石后成合晶）三个阶段；
2. 相平衡模拟限定峰期条件为10.5-11.0 kbar/860-890℃，早期退变质阶段为5.5-7.0 kbar/820-850℃，晚期退变质阶段为4.6-6.2 kbar/704-778℃；
3. 锆石U-Pb年龄揭示~2.5 Ga岩浆原岩形成年龄和~2.0 Ga高压变质年龄，变质锆石具有较低δ¹⁸O值（8.11±0.11‰至8.80±0.15‰）和较高ε_Hf(t)值（-8.6至-0.3）；
4. 原岩锆石显示负ε_Hf(t)值（-8.3至-0.9）和高δ¹⁸O值（9.39±0.18‰至11.58±0.11‰），指示其来源于被俯冲壳源物质改造的富集地幔。

研究结论表明，木子店高压麻粒岩记录的顺时针P-T-t轨迹证实扬子克拉通~2.0 Ga的弧-陆碰撞已向北延伸至北大别带。在哥伦比亚超大陆聚合期间，扬子克拉通可能处于西伯利亚克拉通南缘与劳伦大陆北缘之间的关键构造位置。该研究不仅为理解扬子克拉通前寒武纪基底演化提供了新的年代学和变质作用约束，也为重建全球古元古代构造格局提供了重要拼图。特别是通过高压基性麻粒岩的精细研究，揭示了早期板块构造体制下大陆碰撞造山过程的深部动力学机制，对完善前寒武纪地球动力学模型具有重要理论意义。