近日，国际地学权威学术期刊《Precambrian Research》在线发表了题为“A plume broke up Columbia supercontinent: Evidence from the Mesoproterozoic metamafic rocks in the Tarim Craton, NW China”的研究成果。此项成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室吕沛博士、于胜尧教授和李三忠教授等合作完成。

中元古代地球发生了史诗级变迁，那就是Columbia超大陆裂解。阐明Columbia超大陆裂解的动力学机制，对于揭示包括地质、环境和生命等在内的地球演化进程至关重要。然而，关于驱动Columbia超大陆裂解的动力引擎是地幔柱作用还是板块俯冲作用，尚未可知！鉴于此，该研究在塔里木克拉通东南缘乌兰地区识别出了保存有Columbia超大陆裂解信息的变基性岩。变基性岩的原岩年龄为1.37-1.35 Ga，据其地化特征可进一步划分出高铁变基性岩和低铁变基性岩。高铁变基性岩类似N-MORB，形成于地幔柱轴部，由尖晶石二辉橄榄岩高程度（7%-9%）部分熔融而成；低铁变基性岩类似E-MORB，起源于地幔柱外围，由尖晶石二辉橄榄岩低程度（5%-6%）部分熔融形成；在该地幔柱作用下，导致塔里木克拉通从中间裂开，初始中塔里洋就此形成（图1）。通过与华北燕辽大火山岩省、澳大利亚麦克阿瑟盆地进行对比，我们认为这三个古老的克拉通可能受控于同一个超级地幔柱，形成环形裂谷带和放射状岩墙群。在这一超级地幔柱作用下，逐渐扩展到整个Columbia超大陆，形成了全球性的1.3-1.2 Ga地幔柱活动，最终导致Columbia超大陆裂解。

图1 塔里木克拉通在ca. 1.37-1.35 Ga时期构造演化图

Pei Lv, Shengyao Yu*, Yinbiao Peng, Chunyu Wang, Sanzhong Li, Yongjiang Liu, Xiangyu Gao, Deyou Sun, Xingzhou Jiang, Wentao Ji, Chuanzhi Li, Lintao Wang, Yu Qi. A plume broke up Columbia supercontinent: Evidence from the Mesoproterozoic metamafic rocks in the Tarim Craton, NW China. Precambrian Research (2022).

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.precamres.2022.106719