近日，国际地学TOP期刊《Geological Society of America Bulletin》在线发表了题为“Metamorphic-anatectic reworking of continental arc crust: Insights from the North Wulan metamorphic complex in the North Qaidam tectonic belt (northern Tibet)”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曾文亮博士生、于胜尧教授和李三忠教授等合作完成。

大陆弧地壳的变质-深熔过程是驱动地壳分异、再造乃至大陆生长演化的核心机制，然而对其具体熔融机制、流体来源及与俯冲动力学的耦合关系长期缺乏定量约束。青藏高原北部的北乌兰变质杂岩带记录了大陆弧从深部到浅部的完整岩石序列，是研究大陆弧深熔作用的理想场所。针对这一关键问题，研究团队选取柴北缘构造带北乌兰变质杂岩中的寒武纪弧岩浆岩与古元古代变质基底为对象，通过系统的岩石学、全岩地球化学、锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素以及相平衡模拟等方法，揭示了大陆弧地壳在早古生代俯冲过程中的再造过程。

锆石U-Pb年代学精确限定二者共同在465–458 Ma期间发生了大规模的深熔作用。综合岩石显微结构、地球化学特征与相平衡模拟，确证该期深熔为“水致熔融”机制。研究通过相平衡模拟，实现了对两类地壳组分的深熔条件的精细化、定量化刻画。模拟结果显示，尽管同期发生，但二者深熔的物理化学环境依然有所差异：寒武纪弧岩浆岩在低-中压、高温麻粒岩相条件下（3.8–6.6 kbar, 780–830 °C）发生水致熔融，体系需含至少1.48 wt%的流体（图1）；而古元古代基底深熔发生在略高的温压条件下（5–8 kbar, 800–850 °C），流体含量接近水饱和线（~1.74 wt%）。

上述研究确证了在早古生代俯冲板片回撤的伸展背景下，通过水致熔融可同时高效改造新生弧岩浆岩与古老基底（图2）。更从本质上揭示了大陆弧地壳通过流体参与的高温熔融实现垂向分异、成分成熟化的重要途径，为理解全球大陆地壳的生长与再造规律提供了关键范例和全新视角。

论文信息：Zeng, W., Yu, S., Zhou, Z., Jiang, X., Zhang, J., Li, C., Gao, X., Wang, L., Li, S. and Liu, Y. (2025). Metamorphic-anatectic reworking of continental arc crust: Insights from the North Wulan metamorphic complex in the North Qaidam tectonic belt (northern Tibet). GSA Bulletin.

论文链接：doi: https://doi.org/10.1130/B38284.1