研究揭示西太平洋板块起始俯冲岩石地球化学记录

中科院广州地化所等  
研究揭示西太平洋板块起始俯冲岩石地球化学记录  
 

6月3日，记者从中国科学院广州地球化学研究所获悉，该所特任研究员李洪颜通过参加2014年国际大洋发现计划（IODP）352航次，与英国卡迪夫大学教授Julian Pearce、美国南弗罗里达大学教授Jeffrey Ryan等科研人员针对西太平洋板块起始俯冲开展了国际合作研究，首次揭示了西太平洋板块起始俯冲的岩石地球化学记录。相关研究5月24日在线发表在《地球与行星科学快报》。

二十世纪地球科学的革命性突破是提出了板块构造理论，起始俯冲是板块构造理论中研究最为薄弱的环节。西太平洋板块于～52 Ma沿伊豆–小笠原–马里亚纳（IBM）发生起始俯冲，是国际地学界关注的焦点。弧前玄武岩和玻安岩被认为是与起始俯冲密切相关的两类岩石，其成因研究是解读起始俯冲过程的突破口，但是，此前研究一直没有发现这些岩石的化学组成与俯冲起始之间的联系。

李洪颜等科研人员通过对IODP 352航次获取的小笠原弧前玄武岩和玻安岩样品进行详细的地球化学研究，首次揭示了玻安岩与板块起始俯冲的成因联系，并发现了西太平洋板块起始俯冲的关键岩石地球化学证据。该研究发现小笠原玻安岩的地幔源区经历了初始俯冲太平洋洋壳熔体的交代，首次厘清了IBM玻安岩与板块起始俯冲的内在联系，认为洋壳角闪岩相熔融是起始俯冲的一个重要标志。

同时，科研人员还提出西太平洋板块起始俯冲的新模型。他们认为起始俯冲发生于Izanagi板块和太平洋板块之间的转换断层；慢速、低角度的起始俯冲导致弧前形成沉积物增生楔；当初始俯冲板块深达榴辉岩相时发生相变而快速下沉和后撤，导致弧前地幔强烈减压熔融形成弧前玄武岩；伴随着俯冲板块的进一步下沉，洋壳表面被迅速加热发生角闪岩相熔融，熔体交代地幔楔并促使其熔融形成脊轴低硅玻安岩；伴随着俯冲板块的持续下沉和后撤，侧向俯冲成型，被增生的沉积物进入地幔，释放流体导致地幔楔发生进一步熔融形成离轴高硅玻安岩。

据介绍，IBM弧前地体与世界上一些经典的SSZ型蛇绿岩套（例如：塞浦路斯的Troodos和阿曼的Semail）在岩石组合上具有很大的相似性，该成果对于研究蛇绿岩的成因具有重要启示。

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