◎ 尹继元

　　增生造山带是大陆地壳生长与演化及成矿作用的重要场所，其研究一直是地球科学领域的前沿与热点问题。该研究以中亚造山带、西昆仑造山带、阿巴拉契亚造山带等全球典型增生造山带为研究对象，基于系统构建的岩浆岩数据库，采用岩浆岩“库-图-文”一体的研究范式，在增生-碰撞-后碰撞改造作用及其深部物质演化方面开展了系列研究工作。研究团队针对洋内弧地壳的成熟演化、俯冲极性反转、俯冲角度变化以及多重汇聚与地壳演化等问题，提出了新的认识。

　　2024年，研究团队在Geology、Earth-Science Reviews、Journal of Petrology、American Mineralogist和GSA Bulletin等知名刊物发表论文11篇。

　　该成果主要完成单位为中国地质科学院地质研究所、中国地质科学院。主要完成人为尹继元、黄河、陶再礼、王朝阳、王涛、吴欢欢、童英、杨帆、陈文、郭磊、王雅美、谭富诚。

　　其主要研究成果概述如下：

　　一是俯冲极性反转改造了弧下地幔/地壳属性，并导致缺乏高压变质岩和后碰撞岩浆岩。该研究揭示了西昆仑造山带早古生代岩浆源区成分的时空变化特征，并探讨了洋内弧岩石圈地幔的改造与大洋板片俯冲极性反转之间的耦合机制。研究发现，在早奥陶世，原特提斯洋弧下地幔/地壳的同位素特征从亏损型转变为富集型。这一转变与原特提斯洋俯冲极性由南向北发生反转密切相关。基于数值模拟的结果以及板块断裂记录的缺失，该研究首次提出了在俯冲极性反转过程中，上下板块的耦合作用显著加速了极性反转的速度，同时抑制了具有正浮力的地壳物质的上升和软流圈地幔的上涌。这一机制有效解释了西昆仑弧-陆碰撞带缺乏高压/超高压变质岩和后碰撞岩浆岩的现象。该模型不仅揭示了西昆仑造山带的独特地质特征，还为解释全球其它缺乏后碰撞岩浆活动及高压/超高压变质岩的造山带提供了新视角。

　　二是同位素填图揭示深部物质组成，揭示洋内弧地壳成熟演化机制。通过系统的Hf-O同位素填图和年龄分析，研究团队揭示了西准噶尔洋内弧古生代侵入岩的岩浆活动及其时空分布特征。研究识别出四期岩浆活动，显示出显著的时空差异。结果表明，西准噶尔经历了三次显著地壳生长事件，这些事情与亏损地幔的周期性重熔密切相关。尽管地壳生长事件主要发生在早古生代，但岩浆活动的高峰期却出现在晚志留-早泥盆世和晚石炭-早二叠世，表明岩浆活动的高峰期并不等同于地壳快速生长期。本研究提出，洋中脊俯冲作用是驱动洋内弧地壳从玄武质向长英质转变的关键机制，这一过程涉及多个源区物质的相互作用与部分熔融。研究结果为理解洋内弧环境下地壳从玄武质向成熟长英质转变提供了重要见解，并深化了对大陆地壳生长与演化机制的认识。

　　三是揭示多重板块汇聚背景下中国东北中生代复合造山与地壳演化。该研究通过系统构建东北中生代岩浆岩数据集，揭示了多重板块汇聚背景下中国东北大陆地壳的演化历史及其深部物质架构特征。研究表明，古亚洲洋、蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋三大构造体系的时空叠加对岩浆岩带的迁移与演化产生了重要影响。基于Hf同位素填图的结果，发现构造块体的属性是深部岩石圈物质架构的关键的控制因素，而中生代构造-岩浆作用进一步改造了这一物质架构，地壳生长在整个中生代占主导过程。元素地球化学指标填图进一步显示，温度、压力、水、易熔组分及增强的地幔活动等因素共同驱动长期巨量岩浆活动。在晚中生代，东北和华北克拉通远离缝合带的内陆区域具有较高的古海拔。研究提出，在早白垩世强烈伸展和幔源岩浆底侵的背景下，古老地壳物质的卷入程度是控制铅-锌-（银）多金属矿床的关键因素，而钼多金属矿床的形成则与地壳类型无显著相关性。

　　四是岩浆迁移与数据库分析，揭示阿巴拉契亚造山带俯冲带几何学演变特征。该研究构建了纽芬兰阿巴拉契亚岩浆岩专题数据库，系统梳理了与Acadian造山事件相关的花岗岩类的年代学、岩石组合、地球化学和同位素特征。研究确定了三期花岗质岩浆事件，并揭示了岩浆迁移的时空规律。研究表明，阿巴拉契亚增生造山带经历了前进式俯冲增生过程，明确了该过程的空间范围及其速率。通过对三期花岗岩类的岩石组合及地球化学变化的深入分析，本研究解释了岩浆成因、源区特征和构造环境演变。同时，研究还阐明了Acadian造山旋回过程中构造环境的动态变化，从前进式俯冲-碰撞-后撤式后碰撞的完整演化过程，并提供了小陆块俯冲叠置的岩浆证据。这些成果丰富了对阿巴拉契亚造山带俯冲带几何学及其演变特征的认识。