花岗岩是大陆地壳的主要成分之一。这些岩石和大陆地壳在地球化学特征上也有很大的相似性,例如富硅和不相容元素,亏损镁,铁,铌,钛和相容元素。这些相似性说明花岗岩的形成在陆壳增生过程扮演着重要的角色。通常,具有亏损的放射性同位素组分的花岗岩被认为来源于年轻的源区,代表了陆壳发生了增生作用;而具有富集组分的花岗岩则通常被认为形成于地壳的再造作用,代表了老的陆壳发生了进一步分异而不是增生。事实上,大多数花岗岩的放射性同位素组分都是富集的。然而,关于它们在陆壳增生过程的意义却很少被关注。
针对上述问题,地质学系谈树成、刘铮和何小虎老师对华北克拉通西缘阿拉善地块的雅布赖岩基开展了详细的岩石学、岩石地球化学和地质年代学的研究,揭示了雅布赖岩基中花岗岩及同期基性岩的地球化学特征和岩石学成因(图1)。研究结果表明,雅布赖花岗岩形成于二叠纪(约270Ma),具有和同期基性岩一致的富集的放射性同位素组成,其来源于新生的镁铁质下地壳。作者同时搜集了整个阿拉善地块中玩古生代花岗岩的数据,发现它们都具有和雅布赖花岗岩一致的特征,因而这些花岗岩类有着相似的岩石学成因,即都起源于新生的下地壳。作者进一步估算了阿拉善地块中的新生地壳所占体积比例大约为2.4-16.6%。这一研究成果表明具有富集放射性同位素特征的花岗岩在增生过程中也可能扮演着重要的角色。相关成果发表在了岩石学国际期刊《Lithos》上。
图1 (a)阿拉善地块及周边构造单元的简易概略图;(b)阿拉善地块及相邻构造单元的地质图
论文详情:
Zheng Liu, Shu-Cheng Tan*(corresponding author), Guo-Chang Wang, Xiao-Hu He, Hui Ye, 2020. Granitic magmas with enriched isotopic compositions, from enriched mantle source: implications for continental generation. Lithos, v. 360-361, p. 105445. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0024493720300827)