增生型造山帶是大陸地殼生長最顯著的地區。增生型造山帶往往具有漫長的演化歷史。但是,其增生過程與地殼生長的關系還不明確,同時對增生型造山帶地殼生長的方式和過程還缺乏詳細的研究。
近日,中國科學院廣州地球化學研究所同位素地球化學國家重點實驗室巖石學學科組博士唐功建及其合作者總結和研究了新疆北部古生代基性巖和花崗巖的元素地球化學數據(~2100組數據)、全巖Nd同位素(860組數據)以及鋯石Hf同位素(~4000組數據)數據,計算不同時代新生組分的比例和地殼生長速率,以此來解釋巖漿的形成與動力學過程之間的關系(如圖)。研究發現新疆北部超過90%的新生地殼形成于非常短的時間間隔,天山和準噶爾主要在300±10 Ma(~30-40 Km3/Km/Ma),阿爾泰主要在400±20 Ma(~30 Km3/Km/Ma),而其經歷了長期的俯沖增生過程(~500–300 Ma)。地殼快速生長時期的巖漿巖具有高的Nb/La比值和低的La/Yb 比值,這顯示地殼的快速生長主要與伸展的構造背景相關。
該研究成果提出增生型造山帶雖然經歷了長期的俯沖增生作用,但地殼的生長主要在短時間內形成,與伸展的動力學有關。同時,這也是第一次系統定量估算了中亞造山帶地殼生長速率。
該研究近期發表在國際地學期刊《地球與行星科學快報》(Tang, G.-J., Chung, S.-L., Hawkesworth, C.J., Cawood, P.A., Wang, Q., Wyman, D.A., Xu, Y.-G., Zhao, Z.-H., 2017. Short episodes of crust generation during protracted accretionary processes: Evidence from Central Asian Orogenic Belt, NW China. Earth And Planetary Science Letters 464, 142-154)。
(a)花崗巖年齡頻譜與面積對比;(b)花崗巖的鋯石Hf同位素及新生地殼組分比例和地殼生長速率計算結果。