努纳超大陆拼合期古元古代火山作用与裂谷盆地演化：来自加拿大拉布拉多Ingrid群的证据

研究人员针对古元古代努纳超大陆拼合过程中火山-沉积记录缺失的问题，通过加拿大拉布拉多Ingrid群的岩石学、年代学（U-Pb锆石定年）和Nd同位素研究，首次精确限定1807.5±3.2 Ma的火山事件，揭示俯冲改造的岩石圈地幔（SCLM）在裂谷盆地形成中的作用，为理解超大陆拼合期构造-岩浆响应提供关键案例。

　　

在地球漫长的演化历史中，超大陆的拼合与裂解如同行星级的心跳，每一次脉动都深刻改变着地表格局。距今约18亿年前，努纳超大陆（又称哥伦比亚超大陆）的拼合过程，在加拿大拉布拉多地区留下了独特的构造印记——Torngat造山带。这个古老造山带的核心科学问题在于：当大陆块体结束碰撞后，地壳深部的动力学过程如何通过火山活动和盆地沉积记录展现？更具体地说，在挤压造山向伸展环境转换的关键阶段，哪些地质营力控制着岩浆的产生与盆地演化？

加拿大纽芬兰与拉布拉多省地质调查局（Geological Survey, Department of Industry, Energy and Technology, Government of Newfoundland and Labrador）的Alana M. Hinchey领衔的研究团队，选择Torngat造山带南缘的Ingrid群火山-沉积岩系作为研究对象。通过精细的野外填图、高精度同位素年代学和多元素地球化学分析，他们首次精确厘定了该地区最年轻的古元古代火山事件年龄，并揭示了岩石圈尺度不连续面在控制岩浆活动中的关键作用。这项突破性成果发表在《Precision Medicine and Engineering》上，为理解超大陆拼合晚期的构造转换过程提供了珍贵的时间锚点和动力学模型。

研究团队运用三大关键技术方法：1）1:30,000比例尺的基岩填图结合构造-地层柱建立，在露头暴露度不足50%的挑战下重建原始层序；2）SHRIMP（高分辨率离子探针）U-Pb锆石定年技术，从强烈变形的流纹岩中获取1807.5±3.2 Ma的精确成岩年龄；3）全岩Sm-Nd同位素分析结合稀土元素配分模型，追溯岩浆源区特征。特别值得注意的是，研究团队系统采集了24个火山岩样品（14个玄武岩、4个安山岩、4个流纹岩和2个凝灰岩）进行主微量元素测试，确保数据代表性。

【区域地质背景】

研究揭示Ingrid群位于北美克拉通（NAC）与东南丘吉尔省（SECP）交界处，其东部接触带为推测的Hopedale地块边界。区域上被1.46 Ga的Harp湖侵入杂岩穿切，表明其形成于Torngat造山运动晚期。

【火山岩年代学】

通过流纹岩锆石U-Pb定年获得1807.5±3.2 Ma的喷发年龄，比造山带北部记录的火山活动年轻约80 Myr。碎屑锆石谱系显示~1810 Ma和~1890 Ma两个主峰，前者对应同期火山物质，后者反映Torngat造山带早期弧岩浆的剥蚀产物。

【岩石地球化学】

• 玄武岩具有E-MORB到OIB过渡特征，La/Yb_cn=1.9-14.6，ΔNb=-0.10-0.33，指示浅部（<80 km）石榴石缺失的尖晶石二辉橄榄岩部分熔融

• 安山岩显示弧岩浆印记，Nb/Th_pm=0.29-3.86，与玄武岩共同构成俯冲改造岩石圈地幔（SZLM）熔融产物

• 流纹岩具A型花岗岩特征，Eu/Eu*=0.21-0.64，源于古元古代下地壳熔融

【Nd同位素示踪】

εNd_{(t=1810 Ma)}值呈现明显分异：玄武岩（-6.3至-1.3）→安山岩（-2.3至-1.4）→流纹岩（+0.6至+1.9），证实基性-中性岩源自太古宙岩石圈，而长英质岩浆来自元古宙新增生物质。

【构造模型】

研究提出创新性动力学解释：在1.81 Ga左右，随着Torngat造山带挤压应力松弛，先存的岩石圈尺度剪切带发生张扭性活化，形成走滑拉分盆地。深大断裂为地幔熔体上升提供通道，引发双模式火山活动——基性岩浆来自经俯冲改造的太古宙岩石圈地幔，酸性岩浆则源于年轻下地壳熔融。

这项研究的里程碑意义在于：首次在Torngat造山带识别出与超大陆拼合尾声相关的伸展型岩浆事件，将区域构造转换时间精确限定在1.81 Ga。其揭示的"构造继承性"控制机制——即古老缝合带在后期伸展环境中复活引发岩浆活动——为全球其他古陆块同期地质记录提供对比框架。特别值得注意的是，Ingrid群玄武岩异常高的Tb/Yb_cn比值（指示浅部地幔熔融）与流纹岩正的εNd值组合，共同证明在超大陆聚合完成后，岩石圈横向不均一性仍能持续控制岩浆生成过程。这些认识对完善前寒武纪构造-岩浆耦合模型具有重要理论价值。