增生楔是板塊俯沖匯聚的產物，完整記錄了板塊俯沖構造演化過程。臺灣是目前世界上最活躍的造山帶之一，臺灣南端的恒春半島增生楔(圖1)出露有大量玄武質巖塊, 巖石類型包括玄武巖、輝長巖、輝綠巖、斜長角閃巖及玄武安山巖等(圖2)，這些巖塊是南海向花東-菲律賓板塊俯沖過程中刮積的洋殼殘片，是研究南海及花東-菲律賓海巖漿演化和地幔性質的絕佳素材。
中國科學院廣州地球化學研究所邊緣海與大洋地質重點實驗室田陟賢博士后、閆義研究員及其合作者等針對恒春半島出露的增積玄武質巖石開展了系統(tǒng)的巖石學、地球化學及同位素地質年代學研究, 厘清了增積玄武質巖石構造屬性和來源，提出了臺灣造山帶構造-沉積演化模型。
圖1 臺灣造山帶及其臨區(qū)構造-地形圖(a); 北馬尼拉海溝弧-陸碰撞、歐亞板塊與花東-菲律賓海板塊會聚之立體示意圖(b)。
圖2 臺灣恒春半島地質簡圖及采樣位置(a); 恒春半島典型露頭: 牡丹組復理式沉積(b); 墾丁公園的巖漿巖礫石露頭(c);棱角狀玄武巖(尖山地區(qū)) (d); 墾丁公園大型輝長巖塊露頭(e); 石門地區(qū)大型枕狀玄武巖塊(f)。
地球化學分析顯示，這些巖石具有顯著的地球化學多樣性, 識別出N-MORB、E-MORB和OIB三種類型。同位素地質年代學、Hf-Nd同位素結果顯示:
(1) N-MORB型巖石占基性巖塊的多數, 鋯石SIMS U-Pb年代學給出22.86 ± 0.32 Ma和24.2 ± 1.1 Ma, 是由虧損地幔部分熔融形成的南海洋殼的碎片;
(2) OIB親緣性的堿性玄武巖與南海海山玄武巖具有地球化學相似性, 是剪切破碎并加積進入增生楔的南海海山殘片。Nd-Hf同位素特征表明其源區(qū)至少包括EM Ⅱ, HIMU和DMM三種地幔端元, 可能由與EM Ⅱ端元有關的海南地幔柱攜帶再循環(huán)洋殼成分交代DMM源區(qū)形成;
(3) E-MORB型玄武巖與呂宋島弧弧前基底(花東海盆)玄武巖具有一致的早白堊世年齡(40Ar/39Ar年齡135.0 ± 5.6 Ma)、相似的巖石類型和地球化學特征, 并且都具有顯著的IMM (印度洋MORB地幔)型Hf-Nd同位素特征, 表明它們是呂宋弧前基底在俯沖消減過程中進入增生楔的碎片。
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