近日，国际地学顶尖期刊《Geoscience Frontiers》发表了题为“Early Paleozoic subduction initiation in the West Proto-Tethys Ocean: Insights from ophiolitic Speik Complex in the Eastern Alps”的研究成果。该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关庆彬副教授、刘永江教授和李三忠教授等合作完成，期刊影响因子为8.9。

俯冲起始是板块构造理论研究的关键环节，但是由于缺乏保存完好的地质记录，关于板块俯冲起始的动力学过程至今仍然知之甚少。基于最新的锆石U-Pb-Hf同位素和全岩地球化学数据，我们首次在东阿尔卑斯Gleinalpe地区发现一套晚寒武世–早奥陶世弧前-岛弧火山岩序列。该序列包含花岗片麻岩、斜长角闪岩和角闪斜长片麻岩，这些岩石分别显示出与典型大洋斜长花岗岩、弧前玄武岩和岛弧玄武岩相似的地球化学属性。

图1 弧前玄武岩地球化学图解

晚寒武世斜长花岗岩（491 ± 2 Ma）属于“剪切型”斜长花岗岩，形成于弧前扩张的构造背景。晚寒武世弧前玄武岩（496–489 Ma）具有与亏损型洋中脊玄武岩相似的地球化特征和正ε_Hf(t)值（+2.5至+14.9），同时显示高场强元素(Nb、Ta、Zr)亏损和低Ti/V比值，表明初始岩浆起源于受弧前环境下俯冲板片释放组分改造的亏损地幔源区。早奥陶世玄武质原岩（476–472 Ma）表现为富集大离子亲石元素、亏损高场强元素（Nb、Ta、Zr、Hf），形成于成熟的岛弧环境。这些岩石组合，结合区域上同时代具有玻安岩性质的高镁斜长角闪岩，共同构成了一套与伊豆-小笠原-马里亚纳岛弧相似、代表俯冲起始的岩石系列（图1）。

综合我们新发表的数据与已有成果，我们重建了冈瓦纳大陆北缘从埃迪卡拉纪末期至早古生代的构造演化过程。在埃迪卡拉纪末期至早寒武世，西原特提斯洋的俯冲后撤导致Wechsel-Silvretta-Gleinalpe大陆弧从冈瓦纳大陆北缘裂解，形成了Speik弧后洋盆。至晚寒武世–早奥陶世，Speik洋内发生洋-洋初始俯冲，并逐渐发展成一个洋内弧系统。到早泥盆世，随着Speik洋的闭合，Wechsel-Silvretta-Gleinalpe大陆弧重新拼贴到冈瓦纳大陆北缘，并引发了~400 Ma的变质事件（图2）。

图2 埃迪卡拉纪末期至早古生代冈瓦纳大陆北缘构造演化模型

Guan, Q.B., Liu Y.J.*, Neubauer F., Genser, J., Chang, R.H., Liu, B.R., Li, S.Z., Huang, Q.W., Yuan, S.H., 2025. Early Paleozoic Subduction initiation in the West Proto-Tethys Ocean: Insights from ophiolitic Speik Complex in the Eastern Alps. Geoscience Frontiers 16, 102121. 文章链接：https://doi.org/10.1016/j.gsf.2025.102121