《Geoscience Frontiers》：The 265?263 Ma Broughton Formation (Sydney Basin, Australia): Intense back-arc volcanism behind a quiescent peri-Gondwanan arc
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澳大利亚悉尼盆地（Sydney Basin）二叠系—三叠系Broughton组以黄长岩（latite）熔岩与火山源砂岩互层为特征，地球化学示踪显示其形成于弧后（back-arc）构造背景。既往研究报道该组顶部之上凝灰岩层的锆石U-Pb年龄为263.51±0.0
澳大利亚悉尼盆地（Sydney Basin）二叠系—三叠系Broughton组以黄长岩（latite）熔岩与火山源砂岩互层为特征，地球化学示踪显示其形成于弧后（back-arc）构造背景。既往研究报道该组顶部之上凝灰岩层的锆石U-Pb年龄为263.51±0.05 Ma（内部误差），组中段Bumbo Latite Member斜长石Ar-Ar年龄为264.15±0.35 Ma。研究人员通过SHRIMP（高灵敏度高分辨率离子探针）对砂岩中稀疏碎屑锆石开展新分析：主体晶粒年龄集中于～275–270 Ma与～263–265 Ma，高Th/U比值指示中基性火成源区；近顶部Flagstaff Point砂岩成员则以前二叠纪晶粒为主。对底部Wesley Park砂岩中“经SHRIMP筛选”的～265–263 Ma晶粒行CA-ID-TIMS（化学溶蚀-同位素稀释-热电离质谱）分析，获265.6±0.12 Ma，表明整套地层在Wordian（沃德阶）至早Capitanian（卡匹敦阶）2 Myr内快速堆积，下部至Bumbo Latite段更在～1 Myr内完成。侵入该组下伏地层的Milton Monzonite（米尔顿二长岩）CA-ID-TIMS锆石与斜锆石年龄为263.99±0.07 Ma，代表与火山作用同期的浅成侵入。Wordian—早Capitanian期东侧冈瓦纳周缘弧岩浆 quiescent（静默）；研究人员提出Broughton组记录了一期强烈弧后火成活动脉冲，可能由古太平洋板片后撤（slab roll-back）触发，次为板片断离（slab break-off）。该事件后，弧岩浆作用在晚二叠世—早三叠世重新增强。
研究背景与问题指向
悉尼盆地位于澳大利亚东部Bowen–Gunnedah–Sydney盆地系统南段，坐拥于Lachlan褶皱带古生代基底之上，被解释为位于古太平洋俯冲体系后端、面向New England造山带（火山弧）的弧背—弧后盆地。已有框架认为，石炭纪末—二叠纪初伸展裂谷随后转为弧背前陆沉积，但关键时间节点仍模糊：弧后火山作用与东侧周缘弧岩浆活动如何时序耦合？Broughton组作为一套以latite（钾玄质熔岩）与火山碎屑砂岩互层为标志的冷气候浅海沉积，其精确沉积速率、物源转换与深部触发机制长期缺乏高精度年代学约束。此前仅有顶部凝灰岩与中段Ar-Ar年龄，不足以限定全组时限，也难以判断“弧静默期为何出现强烈弧后喷发”这一矛盾。
研究人员以南方悉尼盆地露头为对象，系统采集Broughton组及下伏Berry Siltstone、内嵌凝灰岩与二长岩侵入体样本，整合岩相学、全岩地球化学与高精度锆石/斜锆石定年，重建二叠纪弧—弧后系统的岩浆脉冲节律与地球动力学联系。论文发表于《Geoscience Frontiers》。
主要技术方法概述
研究人员依托露头样本队列（含Black Head、Kiama、Wollongong等剖面及Mt Coolangatta、Milton侵入体），采用三类关键技术：SHRIMP锆石微区U-Pb定年获取碎屑与凝灰锆石年龄谱；对经SHRIMP预筛的年轻锆石晶粒行CA-ID-TIMS与斜锆石ID-TIMS高精确定年；全岩主微量地球化学与薄片岩相学用于判别物源与构造环境（Ti/V、Eu/Sr、Th/U指标）。定年前以阴极发光成像筛选晶形与生长环带，排除放射铅丢失晶粒。
研究结果
地质背景与剖面建立
通过南方悉尼盆地多条剖面对比，确认Broughton组为海退序列，夹latite熔岩、火山碎屑砂岩与冷水温标志物（glendonite、dropstone）。研究人员据此建立层位—采样点对应框架，为年代学提供空间锚点。
碎屑锆石形态与年代学
SHRIMP显示：下部长石石英岩屑砂岩锆石少、晶形自形、Th/U偏高，指示近源中基性火山供给；向上Permian晶粒减少、前二叠纪与浑圆石英增多，反映火山输入衰减、陆源再活化。底部Wesley Park砂岩CA-ID-TIMS给出265.60±0.12 Ma最大沉积年龄。
全岩地球化学与物源
砂岩与latite具富集轻稀土、负Nb-Ti异常，Ti/V落入MOR/弧后玄武岩域；Eu高而Sr低指示斜长石富集与风化叠加。地球化学一致指向弧后、中基性火成源，而非开阔洋盆。
侵入体定时
Milton Monzonite锆石+斜锆石CA-ID-TIMS加权年龄263.99±0.07 Ma，证明浅成侵入与Broughton组火山同期，属同一伸展事件产物。
讨论与结论翻译
讨论部分指出，265–263 Ma弧后强活动发生在东侧周缘弧岩浆“静默窗”内，说明弧与弧后岩浆不是同步消长，而是受俯冲板片几何变化调控。研究人员认为板片后撤引发软流圈上涌、弧后伸展与短期火山脉冲，是首选模型；板片断离次之。事件后晚二叠—早三叠世弧作用复强，揭示二叠纪东冈瓦纳边缘“弧静默—弧后爆发—弧重启”的振荡动力学。
结论如下：Broughton组限定为Wordian—早Capitanian期≤2 Myr内快速堆积的弧后火山—沉积序列，底部≤1 Myr；其深时意义为板片后撤触发的弧后伸展脉冲，同期Milton二长岩为同构造浅成侵入；该过程发生在周缘弧低活动背景，重塑了古太平洋俯冲带弧—弧后系统时序认知。
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