造山带中高Sr/Y花岗岩通常被认为起源于高压下镁铁质地壳岩石的部分熔融或玄武质岩浆的结晶分异,从而推论在岩浆作用时存在增厚的地壳。然而,源区或母岩浆成分对于花岗岩高Sr/Y特征的控制没有被很好的限定。
针对这一问题,中国地质大学(北京)“岩浆作用与青藏高原形成”团队博士研究生詹琼窑,在导师朱弟成教授的指导下,对川西松潘–甘孜褶皱带东南部晚三叠世日鲁库岩基高Sr/Y花岗岩开展了研究,取得以下认识:
(1) 日鲁库岩基高Sr/Y花岗岩最晚阶段侵位时代为大约207 Ma,侵位压力约为4 kbar,对应深度约为14 km。
(2) 这些高Sr/Y花岗岩不是前人所认为的起源于俯冲洋壳的部分熔融或增厚拆沉下地壳的部分熔融。
(3) 通过基于地壳岩石部分熔融的实验岩石学数据反演源区成分,指出源区成分对于高Sr/Y特征形成具有重要的影响。当源区为本身具有高Sr/Y比值(如 > 40)的镁铁质岩石或长英质岩石时(图1),正常地壳厚度就可以形成日鲁库岩基高Sr/Y花岗岩的特征;如果源区本身不具有高的Sr/Y比值,则需要较高的压力(≥ 1.5 GPa)。
(4) 在不能限定源区或母岩浆成分的前提下,不能简单地用单独的高Sr/Y花岗地质体来推论增厚地壳的存在。而根据造山带尺度的大量中、酸性岩浆岩数据并结合基于全球数据拟合的岩浆岩Sr/Y、La/Yb比值与地壳厚度之间的经验公式可以有效地限定造山带古地壳厚度。
图1 模拟的不同压力下所需的源区成分与地壳岩石对比。绿色点表示形成日鲁库岩基花岗岩高Sr/Y特征在不同压力下所需的源区成分。白色点为扬子西缘康定一带新元古代岩浆岩成分。蓝色点为取自GEOROC数据库的岩浆岩成分。
上述成果发表于国际知名岩石学期刊《Lithos》上:Zhan, Q.Y., Zhu, D.C.*, Wang, Q., Weinberg, R.F., Xie, J.C., Li, S.M., Zhang,L.L., Zhao, Z.D., 2020. Source and pressure effects in the genesis of the Late Triassichigh Sr/Y granites from the Songpan-Ganzi Fold Belt, eastern Tibetan Plateau. Lithos368-369, 105584.
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.lithos.2020.105584.