锆石：揭示海底造山奥秘的关键

2024年4月2日，美国得克萨斯大学奥斯汀分校公布研究进展称，该校研究人员在研究来自巴塔哥尼亚安第斯山脉的锆石时发现，尽管锆石是在构造板块碰撞时形成的，但它们具有与板块分离相关的化学特征，所以根据这一特征可以利用其他模型中尚未描述过的潜在的构造板块的力学特征来进行解释。相关成果以《后退增生造山带的碎屑同位素记录：以巴塔哥尼亚安第斯山脉为例》（Detrital isotopic record of a retreating accretionary orogen: An example from the Patagonian Andes）为题发表在《Geology》（地质）上。

U-Pb锆石年代学和同位素记录对于认识聚敛边缘的动力学特征发挥着重要作用。造山带旋回性模型既能将构造机制与推进造山带岩浆同位素特征联系起来，也能同时将挤压机制与演化特征，伸展机制与新生期特征联系起来。然而，这种模型可能不适用于后退型造山带，毕竟在弧后裂陷和海洋扩张期间，后退型造山带通常会产生大量的地壳非均质性。鉴于此，美国得克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员结合弧后盆地的U-Pb锆石年龄、大块岩石εNd和新碎屑锆石εHf数据，探讨巴塔哥尼亚—安第斯山脉中生代—新生代的构造演化特征，进而了解边缘退进过程中伴生岩浆弧的演化。结果表明，在150~80 Ma之间存在一个较长的、同位素年龄年轻的岩浆活动阶段，该阶段始于弧后伸展期，并在边缘转为收缩期后仍持续很长时间。延长的同位素特征呈年轻的趋势主要始于弧后伸展期间（150~120 Ma）的弧向海沟迁移，而在弧后盆地闭合期（120~80 Ma）期间的新生衰减体和洋壳的部分熔融而持续存在。从而表明，仅依靠构造应力不能预测同位素变化趋势，同化作用或下冲地壳组成等因素是控制岩浆同位素组成的重要因素，特别是在后退和过渡型造山带。

研究人员表示，目前已经在巴塔哥尼亚发现锆石存在这种信号，接下来将在其他地方的锆石中寻找是否存在上述特征。目前研究人员正在分析来自日本海（一个处于闭合的早期阶段的现代弧后盆地）的锆石，以证实是否同样有海洋地壳影响锆石特征的迹象。

转载本文请注明来源及作者：中国科学院西北生态环境资源研究院文献情报中心《地球科学动态监测快报》2024第8期 王晓晨 编译。