Migmatieten registreren meerdere episodes van crustale anatexis en geochemische differentiatie in de Sulu ultrahogedruk metamorfische zone, Oost-China

Het gedeeltelijk smelten van metamorfe gesteenten onder ultrahoge druk (UHP) komt vaak voor tijdens collisionele orogenese en post-collisionele omwerking, wat aangeeft dat het bepalen van de timing en de processen die betrokken zijn bij dit gedeeltelijk smelten inzicht kan verschaffen in de tektonische evolutie van collisionele orogenen. Deze studie presenteert de resultaten van een gecombineerde geochemische en zirkonologische studie van migmatieten uit het Sulu orogen in Oost-China. Deze gegevens leveren het bewijs van meerdere episodes van crustale anatexis en geochemische differentiatie binnen de UHP metamorfe gesteenten. De leucosomen bevatten hogere concentraties van Ba en K en lagere concentraties van de zeldzame aardelementen (REE), Th en Y, dan geassocieerde melanosomen en granitische gneisen. De leucosomen hebben ook homogene Sr-Nd-O isotopensamenstellingen die vergelijkbaar zijn met proximale (d.w.z. binnen dezelfde outcrop) melanosomen, hetgeen suggereert dat de anatectische smelt is ontstaan door het gedeeltelijke smelten van brongesteenten die zich binnen afzonderlijke outcrops bevinden. De migmatieten bevatten zirkonen met zes verschillende typen domeinen die kunnen worden gecategoriseerd aan de hand van verschillen in structuren, spoorelementcomposities en U-Pb ouderdom. Groep I-domeinen zijn relictmagmatische zirkonen die middelste-neoproterozoïsche U-Pb-leeftijden opleveren en hoge REE-concentraties bevatten. Groep II-domeinen vertegenwoordigen nieuw gegroeide metamorfe zirkonen die zich om 230 ± 1 Ma tijdens de collisionele orogenese hebben gevormd. De groepen III, IV, V en VI zirkonen zijn nieuw gegroeide anatectische zirkonen die respectievelijk om 222 ± 2 Ma, 215 ± 1 Ma, 177 ± 2 Ma en 152 ± 2 Ma zijn gevormd. De metamorfe zirkonen hebben hogere Th/U en lagere (Yb/Gd)N waarden, vlakke zware REE (HREE) patronen zonder significant negatieve Eu anomalieën ten opzichte van de anatectische zirkonen, die worden gekenmerkt door lage Th/U verhoudingen, steile HREE patronen, en negatieve Eu anomalieën. De eerste twee perioden van anatexie van het aardkorstoppervlak vonden plaats in het Laat-Trias, rond 222 Ma en rond 215 Ma, als gevolg van afbraak van fengiet. De andere twee perioden van anatexie vonden plaats tijdens het Jura om ca. 177 Ma en ca. 152 Ma en werden in verband gebracht met de extensie-ineenstorting van het door botsingen verdikte orogeen. Het merendeel van de Trias anatectische zirkonen en alle Jura zirkonen bevinden zich in de leucosomen, terwijl de melanosomen gedomineerd worden door Trias metamorfe zirkonen, hetgeen suggereert dat de leucosomen in de migmatieten meer episoden van aardkorstanatexie registreren. Zowel metamorfe als anatectische zirkonen hebben verhoogde εHf(t) waarden vergeleken met relict magmatische zirkoonkernen, wat suggereert dat deze zirkonen niet-zirkoon Hf bevatten afkomstig van materiaal met meer radiogene Hf-isotoopsamenstellingen. Daarom hebben de orogenen van Sulu en Dabie tijdens de exhumatie en post-collisionele fasen verschillende perioden van herbewerking doorgemaakt.

Plaats een reactie