地质地球所研究科西嘉碎屑锆石揭示阿尔卑斯特提斯演化

位于地中海的科西嘉岛构成了中生代特提斯洋北侧欧洲大陆边缘的重要组成部分(图1)，记录了晚古生代华力西造山带和新生代阿尔卑斯造山带非常丰富的地质信息。始新世的薄皮构造在法国科西嘉地区非常发育，如在著名的亮片岩(Schistes Lustrés)逆冲推覆体系的前锋带发育有Piedmont推覆体和Balagne推覆体。这些推覆体的起源一直是阿尔卑斯造山带研究中广泛争议的话题之一，更深层次的科学问题则涉及阿尔卑斯特提斯洋闭合过程中是否存在岛弧岩浆作用以及欧洲大陆基底是如何演化的。 

　　图1 科西嘉岛构造地质简图，附图指示其在阿尔卑斯造山带中的构造位置 

为了深入理解科西嘉地区阿尔卑斯造山带的构造演化历程，中科院地质地球所岩石圈演化国家重点实验室的林伟、李献华研究员联合法国奥尔良大学和法国地调局(BRGM)的合作者在国家重点研发计划项目及国家自然科学基金项目的支持下，对科西嘉岛进行了详细的野外地质考察，并对构成Piedmont和Balagne推覆体主体的浊积岩中的碎屑锆石进行了详细的年代学和Hf同位素分析。年代学结果给出了从新太古代-古生代不同的年龄峰值：2600 Ma、2080 Ma、1830 Ma、910 Ma、600 Ma、560 Ma、450 Ma、330 Ma 和 280 Ma(图2)。Hf同位素的模式年龄分布在3.5 Ga 到1.0 Ga之间，指示了华力西和阿尔卑斯造山过程中组成陆壳的新生物质并不显著。尽管科西嘉岩基组成复杂多样，但其华力西同造山和造山后的岩浆组成确非常独特：从碎屑锆石的角度，传统上划分的三期U1、U2、U3岩浆过程的后两期区分度并不大，岩浆源区新生地壳物质的贡献也不明显(图2)。这些新的研究结果揭示：华力西造山带各种代表性年龄峰值在科西嘉岛，撒丁岛和Maures地体中广泛存在，以及U1花岗岩中所保存欧洲大陆特点的华力西造山带的锆石年龄均表明Balagne推覆体中沉积岩的物源来自欧洲大陆边缘，从而可以推断不存在大规模的Valais洋(图3)。由于白垩纪和始新世浊积岩样品中均不含侏罗纪及更年轻的锆石，进一步证明了西阿尔卑斯缺少同俯冲相关的岩浆弧及与侏罗纪蛇绿岩形成过程相关的岩浆锆石，至少没有在科西嘉地区Balagne和Piedmont推覆体中的浊积岩中有所记录。 

　　图2 Balagne推覆体和Piedmont推覆体中浊积岩碎屑锆石年代学结果 

　　图3 晚白垩世西特提斯构造重建简图，指示各个推覆体在欧洲陆缘的位置 

上述研究成果近期发表在国际构造物理学期刊Tectonophysics(Lin et al. Detrital zircon age patterns from turbidites of the Balagne and Piedmont nappes of Alpine Corsica (France): evidence for an European margin source. Tectonophysics, 2018, 722: 69-105)。