Le migmatiti registrano episodi multipli di anatessi crostale e differenziazione geochimica nella zona metamorfica ad altissima pressione di Sulu, Cina orientale

La fusione parziale delle rocce metamorfiche ad altissima pressione (UHP) è comune durante l’orogenesi collisionale e la rielaborazione post-collisionale, indicando che la determinazione dei tempi e dei processi coinvolti in questa fusione parziale può fornire informazioni sull’evoluzione tettonica degli orogeni collisionali. Questo studio presenta i risultati di uno studio combinato geochimico e zirconologico di migmatiti dell’orogene Sulu nella Cina orientale. Questi dati forniscono l’evidenza di molteplici episodi di anatessi crostale e di differenziazione geochimica all’interno delle rocce metamorfiche UHP. I leucosomi contengono concentrazioni più elevate di Ba e K e concentrazioni più basse di elementi delle terre rare (REE), Th e Y, rispetto ai melanosomi associati e agli gneiss granitici. I leucosomi hanno anche composizioni isotopiche Sr-Nd-O omogenee che sono simili ai melanosomi prossimali (cioè all’interno dello stesso affioramento), suggerendo che le fusioni anatectiche sono state generate dalla fusione parziale di rocce sorgente che si trovano all’interno dei singoli affioramenti. Le migmatiti contengono zirconi con sei diversi tipi di domini che possono essere classificati utilizzando le differenze nelle strutture, nelle composizioni degli elementi in traccia e nelle età U-Pb. I domini del gruppo I sono zirconi magmatici relitti che producono età U-Pb del Neoproterozoico medio e contengono alte concentrazioni di REE. I domini del gruppo II rappresentano zirconi metamorfici cresciuti di recente che si sono formati a 230 ± 1 Ma durante l’orogenesi collisionale. I gruppi III, IV, V e VI sono zirconi anatectici cresciuti di recente che si sono formati rispettivamente a 222 ± 2 Ma, 215 ± 1 Ma, 177 ± 2 Ma e 152 ± 2 Ma. Gli zirconi metamorfici hanno valori più alti di Th/U e più bassi di (Yb/Gd)N, modelli di REE pesanti (HREE) piatti senza anomalie Eu significativamente negative rispetto agli zirconi anatectici, che sono caratterizzati da bassi rapporti Th/U, modelli HREE ripidi e anomalie Eu negative. I primi due episodi di anatessi crostale si sono verificati durante il tardo Triassico a c. 222 Ma e c. 215 Ma come risultato della ripartizione della fengite. Gli altri due episodi di anatessi si sono verificati durante il Giurassico a c. 177 Ma e c. 152 Ma e sono stati associati al collasso estensionale dell’orogene ispessito dalla collisione. La maggior parte degli zirconi anatectici triassici e tutti gli zirconi giurassici si trovano all’interno dei leucosomi, mentre i melanosomi sono dominati da zirconi metamorfici triassici, suggerendo che i leucosomi all’interno delle migmatiti registrano più episodi di anatessi crostale. Sia gli zirconi metamorfici che quelli anatectici hanno valori elevati di εHf(t) rispetto ai nuclei di zirconi magmatici relitti, suggerendo che questi zirconi contengono Hf non zircone derivato da materiale con composizioni isotopiche Hf più radiogeniche. Pertanto, gli orogeni Sulu e Dabie hanno sperimentato diversi episodi di rielaborazione durante l’esumazione e le fasi post-collisionali.

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