古亚洲洋地球动力学演化：来自中天山古生代蛇绿岩与弧火成岩的Sr–Nd–Pb–Hf同位素证据

本综述通过中天山冰达坂地区蛇绿岩及闪长岩体的综合地球化学与同位素研究，揭示了古亚洲洋（PAO）从早古生代至晚二叠世的地球动力学演化过程，首次提出该区域地幔属性存在从太平洋型向印度洋型（DUPAL异常）的过渡，为全球地幔域演化及造山带形成机制提供了关键证据。

　　

Highlight

古亚洲洋的地球动力学演化：来自中天山古生代蛇绿岩与弧火成岩的Sr–Nd–Pb–Hf同位素证据

地质背景

中国境内的天山造山带位于中亚造山带（CAOB）的西南边缘，南接塔里木克拉通，北邻准噶尔地块。该造山带形成于古生代，是准噶尔和古天山地幔洋壳俯冲及其前寒武纪地壳碎片拼贴的结果。

样品描述

研究区位于中天山北部的冰达坂地区，出露岩石位于冰达坂北部的红五月桥与1号冰川之间。冰达坂断裂（又称阿其克库都克断裂）长度超过50公里，宽3-4公里，走向090°–110°，向北倾斜。根据1:20万地质图，该断裂带主要包括两种岩性。

分析方法

所有分析均在桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室完成，详细方法见补充材料。

结果

蛇绿岩基性岩

冰达坂蛇绿岩基性岩具有较低的稀土元素（REE）含量（49.9–79.7 ppm），轻稀土（LREE）相对于重稀土（HREE）富集，HREE模式平坦，与洋中脊玄武岩（MORB）相似。Th/Yb–Nb/Yb相关图显示这些基性岩落在MORB–OIB阵列内或略高于该阵列，位于正常型（N-MORB）和富集型（E-MORB）地幔端元之间，表明其来源于MORB型地幔。此外，TiO₂/Yb–Nb/Yb图进一步支持这一结论。

结论

冰达坂蛇绿岩和闪长岩体的新年代学与地球化学数据为南古亚洲洋的地球动力学演化和地幔特征提供了新见解。主要发现如下：

（1）冰达坂闪长岩具有弧型地球化学特征，指示其来源于交代岩石圈地幔，形成于早–中奥陶世北天山地幔洋壳向南俯冲过程中。

（2）蛇绿岩基性岩的形成时代为433–432 Ma和273 Ma，具有MORB型微量元素和同位素组成，表明其由亏损型尖晶石二辉橄榄岩5%–20%部分熔融形成，可能产于洋中脊环境。

（3）Nd–Pb同位素数据揭示从早古生代到晚古生代，地幔属性存在从太平洋型向印度洋型的过渡，表明天山造山带是中亚造山带与特提斯域之间的过渡带。

（4）构造诱发的软流圈流动促进了太平洋型与印度型地幔域的相互作用，贡献了地幔组成的演化。