扬子地块北缘豆岭杂岩970–840 Ma岩浆记录揭示新元古代俯冲-增生与碰撞过程

针对扬子地块北缘新元古代早期构造演化机制不明的问题，研究人员对豆岭杂岩中970–920 Ma变玄武岩和850–840 Ma片麻状闪长岩-花岗闪长岩开展年代学与地球化学研究，揭示其分别形成于弧后盆地和古老陆壳再造背景，并识别出821–813 Ma角闪岩相变质事件，为扬子北缘Bikou–Xiaomoling–Douling缝合带在Tonian期（1000–720 Ma）的俯冲-增生-碰撞连续过程提供关键证据。

　　

新元古代是地球演化的关键转折期，超级大陆罗迪尼亚（Rodinia）的聚合与裂解、全球性雪球地球事件以及埃迪卡拉纪生物大爆发等重大地质事件相继发生。扬子地块作为华南克拉通的重要组成部分，其北缘保存着揭示罗迪尼亚超大陆演化过程的关键记录。然而，该区域Tonian期（1000–720 Ma）岩浆活动记录稀少，导致早期构造演化模式长期存在争议。西北大学大陆动力学国家重点实验室的研究团队选择扬子北缘豆岭杂岩中新发现的970–840 Ma岩浆岩开展系统研究，相关成果发表于《前寒武纪研究》（Precambrian Research）。

研究团队采用锆石U-Pb定年（zircon U-Pb dating）、全岩主微量分析（whole-rock geochemistry）、Sr-Nd-Pb同位素测试（Sr-Nd-Pb isotopes）及锆石Hf同位素分析（zircon Hf isotopes）等技术，对变玄武岩、云母片岩及片麻状闪长岩-花岗闪长岩三类岩石展开多维度解析。

主要发现

1. 970–920 Ma变玄武岩的双重属性

   通过锆石U-Pb定年首次确认豆岭杂岩存在970 Ma（N-MORB型）和920 Ma（E-MORB型）两期基性岩浆事件。前者具有低TiO₂（0.8–1.2 wt%）和平坦的稀土配分模式，指示残留洋壳属性；后者显示高TiO₂（1.5–2.3 wt%）和轻度富集LREE特征，结合正ε_Nd(t)值（+3.39至+5.12）与锆石ε_Hf(t)值（+3.8至+11.1），揭示其形成于俯冲相关的弧后盆地环境。

2. 850–840 Ma长英质岩系的陆壳再造证据

   850 Ma片麻状闪长岩呈现LILE（大离子亲石元素）富集和HFSE（高场强元素）亏损的岛弧特征，锆石ε_Hf(t)值（–4.5至+7.7）反映新生地壳与再循环物质的混合来源；840 Ma花岗闪长岩具有TTG（英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩）亲和性，极负的锆石ε_Hf(t)值（–15.1至–12.5）和新太古代T_DM2模式年龄（2.51–2.67 Ga），证实太古宙陆壳物质在俯冲背景下的深熔再造。

3. 821–813 Ma变质事件的热力学约束

   未分带锆石域记录的角闪岩相变质温度（611–714°C）与陡峭的HREE（重稀土）配分模式，暗示该期变质作用与扬子北缘碰撞造山事件的峰期变质相对应。

理论突破

研究首次构建扬子北缘Tonian期连续构造演化模型：970 Ma洋壳俯冲→920 Ma弧后扩张→850 Ma新生地壳生长→840 Ma古老陆壳再造→820 Ma碰撞造山。这一成果不仅完善了Bikou–Xiaomoling–Douling缝合带的构造格架，更为理解全球罗迪尼亚超大陆聚合过程提供了扬子地块的岩石学约束。Xiaoying Liao等学者强调，豆岭杂岩中保存的"洋壳残片-弧后盆地-陆壳再造"三位一体记录，是揭示板块构造体制在新元古代已成熟运行的关键实证。