科研进展

广州地化所在确定菲律宾活动带中生代弧岩浆岩的构造亲缘性方面取得新进展

  

  菲律宾活动带是位于欧亚板块、印度-澳大利亚板块和菲律宾海板块之间的复杂构造单元,前人研究发现该带内最早的弧岩浆岩形成于早白垩世,但是现在位于菲律宾活动带两侧的大洋盆地都形成于新生代。为了解释这些弧岩浆岩的来源,前人主要基于西菲律宾海与菲律宾活动带内的蛇绿岩以及弧岩浆岩之间的年龄和地球化学相似性,提出这些中生代的弧岩浆岩可能来源于澳大利亚克拉通北缘的古菲律宾海板块。这种模型与最近对菲律宾活动带内白垩纪火成岩的古地磁解释不一致,古地磁的研究认为这些弧岩浆岩在白垩纪时位于北半球,可能与古南海板块具有密切联系。因此这些中生代弧岩浆岩的来源还亟待解决,厘清他们的构造亲缘性对于整个东南亚的构造重建具有十分重要的意义。

  针对上述问题,中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室的博士研究生龚林,在导师陈华勇研究员的指导下,通过与加拿大湖首大学的Hollings Pete教授以及中南大学的张宇副教授等进行合作,对菲律宾活动带中部宿务和薄荷岛的白垩纪-中新世的弧岩浆岩开展了锆石U-Pb年代学、全岩主微量元素、Sr-Nd和锆石Hf同位素研究,取得了以下重要认识:

  (1)在白垩纪-中新世的岩浆岩中首次识别出大量二叠纪-三叠纪的捕获锆石(图1),并且这些捕获锆石均具有负的εHf(t)值(图2)。通过全岩元素和同位素分析,这些锆石很可能是在岩浆上升的过程中被捕获的,这进一步支持了大陆地壳物质在岛弧岩浆形成过程中的重要作用。

  (2)通过与周围潜在源区地体的锆石年龄谱和Hf同位素组成进行对比,发现二叠纪-三叠纪的捕获锆石与印支地块东缘的岩浆岩和变质岩的锆石具有很好的相似性,结合前人的古地磁数据,研究认为这些二叠纪-三叠纪的捕获锆石主要来源于印支地块的东缘。

  (3)结合区域内的研究成果,提出了一个新的构造模型来解释这些弧岩浆的形成过程(图3)。即这些中生代的弧岩浆岩形成于欧亚大陆的东南缘,与古太平洋和古南海的演化密切相关;而不是前人所提出的来源于澳大利亚北缘的古菲律宾海板块。

 

图1 (a) 菲律宾宿务-薄荷岛火山岩和火山碎屑岩锆石年龄谱 (b) 印支地块东缘火成岩和变质岩锆石年龄谱

图2 锆石U-Pb年龄-εHf(t)值图解

图3 东南亚构造和古地理重建模式图 (a)白垩纪; (b)始新世; (c)中中新世

  研究成果近期发表于地质学领域著名期刊《GSA Bulletin》上。该项研究获得了中科院广州地球化学研究所‘135’项目(135PY201606)和中科院战略性先导(B)项目(XDB42000000)资助。文章信息如下:

  Gong, L., Hollings, P., Zhang, Y., Tian, J., Li, D.F., Berador, A.E., Chen, H.Y.* (2021). Contribution of an Eastern Indochina-derived fragment to the formation of island arc systems in the Philippine Mobile Belt, doi: 10.1130/B35793.1

  链接:

    https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/gsabulletin/article/doi/10.1130/B35793.1/594151/Contribution-of-an-Eastern-Indochina-derived