特提斯地幔域DUPAL异常成因及地球动力学意义  

Origin of the DUPAL anomaly in the Tethyan mantle domain and its geodynamic significance

作　　者：刘希军 许继峰[2] 肖文交 刘鹏德[1,3] Liu X;Xu J;Xiao W;Liu P

机构地区：[1]桂林理工大学地球科学学院,广西隐伏金属矿产勘查重点实验室,有色金属矿产勘查与资源高效利用省部共建协同创新中心,桂林541004 [2]中国地质大学地球科学与资源学院,北京100083 [3]中国科学院新疆生态与地理研究所,荒漠与绿洲生态国家重点实验室,干旱区生态安全与可持续发展重点实验室,乌鲁木齐830011

出　　处：《中国科学：地球科学》2023年第12期2750-2766,共17页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(批准号:92055208);广西科技创新基地建设类项目(编号:桂科ZY21195031);广西八桂学者项目(2018);2022新疆“天池英才”特聘专家项目;广西关键矿产资源深部勘查人才小高地项目资助。

摘　　要：地幔化学组成不均一性揭示了在空间尺度上位于南半球的印度洋-南大西洋地幔和北半球的太平洋-北大西洋地幔Pb同位素组成呈现规律性的差异,这一大规模的南半球地幔同位素差异被称为DUPAL异常,但其成因存在争议.通过系统总结特提斯地幔域Nd-Pb同位素演化特征,从时间尺度上揭示了特提斯地幔域自早古生代以来长期具有DUPAL异常,即地幔长时间的高Th/U演化特征.对比泛太平洋地幔域(古亚洲洋、古太平洋和现代太平洋)的Nd-Pb同位素组成,揭示了地球早期的壳-幔分异过程造成了地幔具有低Th/U特征而地壳具有高Th/U特征,因此地幔开始时具有统一的低Th/U特征,这一特征被整个泛太平洋地幔域继承.然而特提斯域大陆碰撞型的板块构造机制改造了其地幔特征,从而形成了特提斯地幔域长时间大规模的DUPAL异常,即特提斯洋域在洋盆打开和俯冲消减过程中,冈瓦纳大陆的裂解和频繁的陆-陆碰撞过程,造成了特提斯域长期且广泛的壳-幔相互作用和高Th/U特征的壳源物质不断加入而改造了地幔,这一过程不仅形成了独特的特提斯地幔域DUPAL异常,而且形成了以大陆碰撞型为主的特提斯构造域.另外,原、古特提斯地幔呈现极高DUPAL异常揭示了LLSVP(大型剪切波低速省)深部物质上涌的地幔柱作用对特提斯域地幔的影响,这一作用可能主要发生在特提斯域演化早期超大陆裂解和原、古特提斯洋扩张过程中.因此,地幔域属性与构造域板块构造机制存在内在的耦合成因联系,为理解特提斯域板块构造和地球动力学机制提供了重要的启示.

关 键 词：特提斯地幔域 DUPAL异常 LLSVP 蛇绿岩 地球动力学 

分 类 号：P542[天文地球—构造地质学]