科研动态 | 华南东南部南雄盆地晚白垩世玄武岩的Ar-Ar年龄和地球化学特征:对古太平洋板块俯冲和后撤的约束
华南地块晚中生代以来经历了古太平洋板块的多期次后撤式俯冲,俯冲的过程伴随着多期火山岩喷发。华南东南部喷发的基性岩可依据地化特征分为三种类型,包括弧型基性岩、低Nb的OIB型基性岩和高Nb的OIB型基性岩,分别指示了不同的岩浆源和构造背景(图1)。尽管对于华南地块东南部晚中生代以来的岩浆来源和构造模式的研究已有很多,但仍未取得一致的认识。
图1 华南地块构造简图和白垩世-新生代沉积盆地分布
图2 南雄盆地地质图、剖面柱状图,采样横剖面图和位置图
针对以上问题,我院博士生王孟豪等,选取华南地块东南部的南雄盆地作为研究对象开展研究。南雄盆地为晚中生代-新生代沉积盆地,其上白垩统浈水组地层含有多期玄武岩夹层。南雄玄武岩的地化特征和区域对比对于理解其岩浆来源和构造指示有着重要意义(图2)。本论文利用40Ar-39Ar同位素年代学、地球化学、岩石学等方法对南雄玄武岩开展研究,并获得了以下结论:
图3 南雄玄武岩40Ar-39Ar年龄结果
(1)玄武岩夹层的40Ar/39Ar年龄为76.2-69.9 Ma,反映了玄武岩浆喷发的时间(图3)。(2)南雄玄武岩的岩浆源应来自含有较高比例沉积物的板片的衍生熔体与软流圈地幔的交代作用(图4)。(3)南雄玄武岩和其他低Nb的 OIB型玄武岩的产出构造背景为板内环境,指示了俯冲的古太平板块在华南地块下的后撤。(4)我们提出了华南东南部晚白垩世玄武岩来源的动力学模式:在120-110 Ma 古太平洋板片俯冲至华南地块之下,形成了俯冲沉积物的熔体,随后熔体交代地幔楔并形成沿海地区岛弧型基性火成岩的源。在110-70 Ma期间,随着海沟的逐渐后退和俯冲板片的后撤导致软流圈的上涌,随后软流圈地幔和从脱水俯冲板片衍生出的熔体的相互作用产生了高Nb基性岩的源区。同时,来自更多沉积物贡献的板片熔体与软流圈地幔之间的交代作用则形成了低Nb基性岩的源区(图5)。
图4 南雄玄武岩三端元拟合指示的岩浆源组分
图5 构造模式图指示OIB型基性岩的岩浆来源
上述研究成果以王孟豪为第一作者,钱鑫和王伟涛为指导老师发表在《Journal of Asian Earth Sciences》期刊上,论文信息如下:
Wang, M., Qian, X., Wang, W., Gan, C., Zhang, Y., Liu, K., Jin, R., 2023. Ar-Ar ages and geochemistry of Late Cretaceous basalts in the Nanxiong Basin, SE China: Constraints on the subduction and rollback of the Paleo-Pacific Plate. Journal of Asian Earth Sciences 253, 105732. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2023.105732.
图文:王孟豪
初审:黄荣
审核:张照
审核发布:何晓钟
