• 作者简介

郭锋，中国科学院广州地球化学研究所研究员、博士生导师，现任长江大学资源与环境学院二级教授，2015年国家杰出青年科学基金获得者。长期从事火成岩岩石学、矿物学与地球化学研究，围绕古太平洋俯冲及华南、华北中生代地幔演化，提出“板块俯冲–后撤–撕裂”统一动力学模型，系统揭示大陆岩石圈地幔的富集与改造机制。在国内外期刊发表论文180余篇，SCI他引超6000次，获国家自然科学二等奖、广东省科学技术一等奖、侯德封青年科学家奖等，多次入选ESI和爱思唯尔中国高被引学者名录。

• 文章导读

云开地块位于华南陆块，是研究古特提斯洋闭合及印支–华南陆块拼合过程的关键窗口。其中早三叠世镁铁质岩石 (尤其是角闪辉长岩)为 揭示地幔演化、壳幔相互作用及板块构造背景提供了重要线索，但其成因长期存在争议：是板内基性岩浆、地幔柱产物，还是交代地幔楔熔融所致？长江大学郭锋教授团队在 Geosciences 期刊发文，对云开地块早三叠世角闪辉长岩开展矿物化学与全岩地球化学综合研究，为厘清其成因和构造背景提供了新证据。

华南云开地块地质图

• 研究过程与结果

研究围绕藤县早三叠世角闪辉长岩，依次开展野外调查、岩相学观察、矿物原位分析及全岩地球化学–同位素测试，构建了系统的成因模型。

野外确定该岩体侵入早古生代地层，为全晶质块状次碱性玄武–辉长岩，出露面积 >2 km²，岩石新鲜，矿物组合典型。岩相学显示，岩石主含单斜辉石、角闪石、斜长石、钾长石、黑云母和石英，副矿物有钛铁矿、磷灰石和锆石。结合BSE图像和元素面扫描，识别出两代矿物组合：

第一代 (磷灰石/锆石 + 单斜辉石 + 斜长石)：代表早期玄武质含水岩浆结晶形成的晶浆；

第二代 (钛铁矿 + 角闪石 + 钾长石 + 黑云母 + 石英)：代表晚期演化、富碱含水熔体在较浅部较低温条件下结晶。

矿物温压估算显示，单斜辉石高温结晶 (约999–1069 °C)，与拉长石共生，具LREE富集、Nb–Sr–Zr–Ti亏损及负Eu异常，指示母岩浆中斜长石分离及HFSE亏损；角闪石结晶温度较低 (约780–820 °C)，熔体含水量高 (5.6–6.6 wt.%)，稀土配分与辉石相似但整体更富集，反映其来自晚期演化含水熔体。磷灰石和锆石均具高δ¹⁸O (~10‰)，远高于地幔值，表明源区混入大量陆源沉积物熔体。

全岩Sr–Nd–Pb–Hf同位素及地球化学特征显示，该岩体具典型大陆弧型基性岩浆特征：LILE和LREE富集，Sr、Nb–Ta亏损，同位素组成高度富集，且整体与全球俯冲沉积物平均值相近，不随SiO₂显著变化，排除了地壳同化混染的可能性。综上，藤县角闪辉长岩记录了早期含水玄武质岩浆在幔楔中结晶形成晶浆，随后演化富碱熔体脉冲式侵入同一岩浆房，并在壳幔界面发生强烈矿物–熔体相互作用的完整过程。

腾县角闪辉长岩的 Sr-Nd-Pb-Hf 同位素组成。

• 研究总结

本文通过野外调查、矿物组合划分、原位矿物与全岩地球化学及Sr–Nd–Pb–Hf同位素分析，系统揭示了云开地块藤县早三叠世角闪辉长岩的成因与构造背景。锆石U–Pb定年显示岩体形成于~250 Ma (早三叠世)，为古特提斯洋晚期俯冲在云开地块的岩浆响应提供了时间约束。两代矿物组合分别记录含水玄武质岩浆高温结晶与演化富碱熔体浅部脉冲侵入；高δ¹⁸O锆石和磷灰石、负εHf(t) 以及富集的Sr–Nd–Pb–Hf同位素共同指向受大量陆源沉积物熔体交代的富集幔楔源区。对比区域岩石及全球弧岩浆、地幔柱相关岩石，作者认为该岩体是古特提斯洋向云开地块之下俯冲的岩石学记录，为探究华南陆块构造演化及不同构造环境下壳–幔再循环模式提供了重要范例。

• Geosciences 期刊介绍

主编：Alberto G. Fairén, CSIC-INTA, Spain; Cornell University, Ithaca, NY, USA

Geosciences (ISSN 2673-7418) 期刊全面涵盖固体地球、大气、水圈、生物圈及空间科学。期刊特设十二大专业栏目：地球化学、地球物理、生物地球科学、自然灾害、水文地质、地质力学、构造地质与构造运动、地质遗产地质公园、沉积学地层学与古生物学、气候与环境、冰冻圈、行星科学与天体生物学。研究议题广泛涉及构造地质学、晶体学与矿物学、能源与矿产勘查 (科学、勘探与经济议题)、内生与外生岩石学及地球化学、陨石与行星地质学、地球动力学、地球科学地理信息系统、水文与水文地质学、地层学与沉积学、自然灾害、地质工程、气候变化地质代用指标、古生物学、生物地球化学标记及其在天体地质学与天体生物学中的意义、地质伦理、地质遗产与地质旅游、医学与法医地质学、地质典藏与博物馆学、地球科学教育与能力建设、地球科学国际合作及“未来地球”等前沿方向。

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