【研究进展】扬子克拉通北部古元古代蛇绿混杂岩与造山作用：现代板块构造作用的证据

板块构造启动时间一直是地学界的研究重点、难点。地球何时启动板块构造，并开启与其他行星不同的演化之路，是当今地球科学领域最具争议的前沿科学问题之一。蛇绿混杂岩形成于会聚板块边缘的大洋俯冲增生过程，是指示地质历史时期洋壳俯冲的直接证据之一，因此在重建古老造山带构造演化及其地球动力学背景中起着重要作用。然而，太古宙和古元古代地质记录中很少发现蛇绿混杂岩，这导致了板块构造在那时开始与否的争议。

近期，我院周文孝团队与校三峡中心黄波特任副研究员、武汉地质调查中心魏运许教授级高工等合作对扬子克拉通崆岭杂岩北部地区新发现的古元古代蛇绿混杂岩开展了岩石学、年代学、地球化学和变质岩石学等研究工作，重建了扬子克拉通北缘古元古代造山带构造演化及其地球动力学背景。

地球化学研究显示，蛇绿混杂岩中的斜长角闪岩和蛇纹岩岩块具有出轻微富集的轻稀土元素和大离子亲石元素（Rb、Ba），以及高场强元素（Nb、Ta、Zr、Hf和Ti）的负异常，表明它们来源于板片流体/熔体交代的弧下地幔楔。这些镁铁质-超镁铁质组分可能代表约2.12 Ga俯冲带上盘（SSZ）岛弧/弧前杂岩的构造残片。年代学和变质岩石学研究显示，石榴角闪岩在约2.03 Ga经历了中等温度/压力（T/P）的峰期变质作用，并具有顺时针的变质温压（P-T）轨迹。估算的近峰期P-T条件为∼10.1–10.6 kbar/660–670°C，对应的地热梯度为∼625–635°C/GPa，这与俯冲碰撞相关的地热梯度一致。总体而言，该混杂岩记录了约2.12 Ga的洋内俯冲-增生事件，以及约2.03 Ga的碰撞造山作用。结合区域地质背景，推测扬子克拉通北部北崆岭地体中广泛记录的增生-碰撞造山事件可能是古元古代努纳（Nuna）或哥伦比亚（Columbia）超大陆在全球尺度会聚和拼合的响应。因此，扬子克拉通北部的古元古代（2.12–2.03 Ga）蛇绿混杂岩和造山作用支持当时已经存在现代样式板块构造体制，为全球板块构造启动的时间提供了新的地质约束。

图1 北崆岭杂岩中小坪石榴石角闪岩的P–T条件和轨迹

图2 扬子克拉通北缘北崆岭杂岩古元古代构造演化示意图

研究成果在线发表于国际重要地学期刊Precambrian Research（T1）。该研究获得了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、中央高校基础科研基金和中国地质调查局地质调查项目等经费的资助。

论文信息：Zhou, W., Huang, B.*, Wei, Y., Li, H., Tan, M., & Fu, D. (2021). Paleoproterozoic ophiolitic mélanges and orogenesis in the northern Yangtze Craton: Evidence for the operation of modern-style plate tectonics. Precambrian Research, 364, 106385. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2021.106385.