俯冲作用演化如何驱动克拉通边缘沉积物中的矿化作用

《Nature Communications》：How subduction evolution drives sediment-hosted mineralisation along craton edges

　　

摘要

沉积物中的矿床多聚集在克拉通边缘附近，但影响这种分布的地质动力学因素仍不甚明了。为了研究克拉通边缘矿化作用的构造和地质动力学控制机制，我们将一个18亿年前的全球板块运动模型与全波形地震层析成像技术得到的克拉通边缘分布图、地质动力学模型以及全球矿床数据库相结合。研究发现，在矿化作用发生时，克拉通边缘通常距离俯冲带800至1800公里，有些甚至远达约3000公里——这种空间分布模式与随机分布的克拉通边缘位置明显不同。地质动力学模型表明，俯冲作用会在距离海沟相当的距离上形成广泛的地幔回流区域，这些区域会集中地壳应力、应变并导致地壳变弱。我们认为，这种由机械作用引起的地壳变弱会促进地壳裂解，增加岩石的渗透性，并有利于来自俯冲板块的挥发物的渗透，从而为金属矿化作用创造有利条件。这些结果表明，在多个超级大陆演化周期中，俯冲作用与克拉通之间的相互作用是控制沉积物中矿床形成的关键因素，并为理解深时大陆资源分布提供了预测性的地质动力学框架。克拉通附近的俯冲作用为地幔富集提供了条件，同时促进了克拉通边缘地区的矿化作用。