北山酸性岩：揭秘地球深处的秘密
北山酸性岩：揭秘地球深处的秘密
北山地区的酸性岩研究一直是地质学界的热点话题。作为中亚造山带南缘的重要组成部分，北山地区记录了古亚洲洋的多次开启与闭合历史，其酸性岩的成因及其形成构造背景一直是地质学家们关注的重点。最近的研究发现，这些酸性岩来源于新生地壳，并有幔源物质参与，揭示了北山在早二叠世时期的地壳增生过程。这项研究成果不仅丰富了北山地区古生代岩浆活动的信息，还为我们进一步认识中亚造山带南缘的演化历史提供了重要依据。
北山地区的地质背景
北山地区位于华北板块、塔里木板块和哈萨克斯坦板块的交汇地带，构造-岩浆活动强烈。该地区记录了古亚洲洋在古生代期间的多次开启与闭合历史，是研究中亚造山带演化的重要窗口。然而，关于古亚洲洋的最终闭合位置、时间以及俯冲极性，尤其是在北山造山拼合体南部，科学界存在较大争议。这些争议的主要原因是该地区缺乏高分辨率的岩石圈结构数据。
最新研究成果
近期，中国地质科学院熊小松、李洪强和陈宣华等研究人员同吉林大学周建波教授、中山大学高锐院士和新西兰奥克兰大学Jennifer Eccles博士等合作，在《GSAB》上发表的最新研究成果，通过高分辨率地震反射剖面，揭示了北山造山拼合体南部地壳和上地幔结构的新细节，为理解中亚造山带中部南缘北山造山拼合体的古生代构造演化历史提供了新的证据。
研究团队首次提供了一条长140公里的高分辨率地震反射剖面，该剖面穿过了敦煌地块北部和北山造山拼合体南部。地震成像为北山造山拼合体南部下地壳、莫霍面和上地幔的结构提供了新的约束。在剖面北段的中地壳中识别出一个近水平反射体，在下地壳至上地幔中识别出两组北倾反射体，在剖面北段的上地壳中识别出几组南倾反射体。
基于反射信息特征以及其他地质、年代学和地球物理数据，研究团队提出，下地壳至上地幔的两组北倾反射体代表了古亚洲洋南部分支的两个北倾俯冲阶段。第一阶段在北山造山拼合体南部发生在晚志留纪至早泥盆纪，第二阶段在晚石炭纪至早二叠纪。这两个阶段的俯冲过程分别导致了花牛山弧和随后的石板山弧的形成。
成因分析
北山地区的酸性岩主要形成于俯冲带环境，涉及地幔物质的加入，反映了地壳增生过程。例如，交叉沟石英闪长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年为306.3±1.2 Ma（晚石炭世），其地球化学分析结果显示SiO2含量为58.67%63.31%，属于中酸性岩系列，Al2O3含量高（15.20%17.56%），K2O/Na2O为0.420.67，显示了相对富钠、低钾的特征，岩石里特曼指数（σ）为1.131.53，A/NCK=0.88~0.96，属于准铝质中钾钙碱性系列。这些特征表明岩石形成于陆缘弧环境，暗示交叉沟地区在晚石炭世存在洋-陆俯冲作用。
地质意义
北山地区酸性岩的研究成果对于理解中亚造山带的演化具有重要意义。这些发现不仅有助于解决关于古亚洲洋俯冲极性的争议，还为该地区的矿产资源的深部形成过程提供了重要的地质背景信息。通过分析酸性岩的地球化学特征和年代学数据，地质学家能够重建古亚洲洋的俯冲历史，揭示地壳增生的过程，为研究板块构造和地球动力学提供了宝贵的资料。
结语
北山地区的酸性岩研究仍在不断深入，随着更多高分辨率地震数据的获取和地球化学分析的开展，我们有望进一步揭示这一地区复杂的地质演化历史。这些研究不仅对地质学界具有重要的科学价值，也为矿产资源的勘探和开发提供了重要的地质依据。