中大新聞網訊(通訊員尹常青、李旺超)青藏高原雅魯藏布江縫合帶(IYSZ)是新特提斯洋的閉合、印度板塊與歐亞板塊在新生代陸-陸碰撞作用下的產物,其中出露的超/高壓-低溫變質巖記錄了洋殼或陸殼物質通過俯沖作用沿著俯沖隧道內被帶入到地球深部而經歷低溫、高壓變質作用的過程。然而,這些巖石的變質過程,俯沖最大深度,折返速率,以及折返機制仍然缺乏了解或存在爭議。
針對以上科學問題,中山大學地球科學與工程學院李旺超博士研究生,在其博士導師尹常青教授的指導下,與中國地質科學院張澤明研究員、澳大利亞莫納什大學Peter A. Cawood教授、上海交通大學李順副教授、中國地質大學(北京)丁慧霞副教授、以及中山大學前寒武課題組張健教授、錢加慧副教授和張艷靈博士合作,在青藏高原東構造結雅魯藏布江縫合帶東段米林地區(圖1)的構造混雜巖中率先識別出了低溫榴輝巖相變質巖,并對其開展了詳細的巖石學、礦物化學(圖2)、熱力學變質溫壓計算和視剖面相平衡模擬(圖3)、以及原位獨居石年代學研究。結果顯示這些高壓低溫變質巖經歷了一個復雜的“yo-yo型”P-T路徑,即兩次低溫榴輝巖相變質作用和兩次快速折返過程,晚期的折返和冷卻過程大約發生2500-2200萬年前。該研究表明俯沖隧道中的大規模物質對流循環是這些低溫榴輝巖經歷多旋回變質作用最可能的形成原因,也是其最可能的折返機制(圖4)。
圖1 喜馬拉雅造山帶地質簡圖及U/HP-LT巖石分布圖
圖2 各變質階段礦物共生關系示意圖
圖3 各變質階段熱力學溫壓計算及視剖面相平衡模擬結果
圖4 大地構造模式簡圖
上述研究成果以中山大學地球科學與工程學院博士研究生李旺超為第一作者,其導師尹常青教授為通訊作者,于2022年8月在國際地學權威雜志Journal of Metamorphic Geology上發表。