研究揭示西太平洋雅浦岛弧构造演化历史

 
 
研究展现西太平洋雅浦岛弧结构演化汗青  
 

雅浦岛弧结构演化模式图    图片来历：中国科学院海洋研究所

西太平洋是研究俯冲带发育和演化的重要海区。雅浦岛弧位于菲律宾海板块、太平洋板块和卡洛琳板块之间的三联点处，担当了巨大的板块结构举动。雅浦岛弧被认为最初与马里亚纳岛弧发源于同一个岛弧，但却表示出与马里亚纳岛弧截然差异的地形和结构发育汗青。一般认为，卡洛琳洋底高原与古雅浦岛弧的彼此浸染对雅浦-马里亚纳俯冲带的结构演化发生了严重影响。

然而，关于二者之间碰撞产生的时代、雅浦岛弧基岩性质和发源、雅浦岛弧今朝发育阶段等都缺少明晰的年月学和岩石地球化学证据。

针对以上问题，中国科学院海洋研究所研究员张国良指导博士研究生，操作“科学”号科考船在雅浦岛弧获取的基岩，开展了一系列具体的矿物学、年月学和地球化学研究（全岩主微量元素和Sr-Nd-Pb-Hf同位素等）。

研究发明，所得到的基岩均由角山岩相变质岩构成，首次通过角闪石40Ar/39Ar定年和离子探针（SIMS）举办榍石U-Pb定年，得到了一致的年数功效显示雅浦岛弧变质浸染产生在约21 Ma。地球化学的功效将雅浦岛弧变质岩分为三组：第一组具有极其吃亏型微量元素模式和Dupal型同位素特征，猜测来历于初始雅浦弧前玄武岩（FAB）；第二组具有碱性洋岛玄武岩的富集型微量元素特征和太平洋型地幔特征，猜测来历于卡洛琳洋底高原的碰撞浸染；第三组具有典范的成熟岛弧火山岩微量元素特征，来历于原始雅浦岛弧火山岩。

现代雅浦岛弧角闪岩基岩来历于弧前玄武岩、岛弧火山岩和洋底高原，反应了雅浦岛弧角闪岩的形成是原始雅浦岛弧与卡洛琳洋底高原彼此浸染的功效。角闪岩放射性年数指示卡洛林高原与原始雅浦岛弧碰撞事件产生的时间约莫在21 Ma。这个年数仅仅略小于卡洛琳高原的形成时代，说明卡洛琳高原形成不久就与原始雅浦产生了碰撞。而现代在雅浦岛弧前发育的海沟、汇聚速率（1-6mm /yr），以及雅浦岛弧呈现的年青火山岩（<11 Ma）均显示，二者经验碰撞后，卡洛琳洋底高原在雅浦海沟前再次产生从头产生新的初始俯冲。

综合研究认为，雅浦俯冲体系经验了三个演化阶段：卡洛琳板块俯冲的早期阶段(原雅浦岛弧火山岩形成)，原雅浦岛弧与卡洛琳高原的碰撞阶段（雅浦岛弧变质岩形成），卡洛琳高原向雅浦海沟的超慢速俯冲阶段（陪伴强烈俯冲侵蚀，以及年青岛弧火山岩的发生）。

克日，该成就颁发于国际期刊Lithos。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.lithos.2020.105616

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