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Columbia超大陆作为地质历史上最早形成的超大陆之一，其汇聚造山与裂解过程的时空格局是全球地质研究的核心科学问题。长期以来，学界对Columbia超大陆裂解启动时限存在显著争议，部分观点认为始于约1.85 Ga，另有研究主张不晚于1.80 Ga或延迟至1.75 Ga之后；同时，扬子板块在Columbia超大陆中的古地理位置也尚无统一认识。而位于扬子板块东北缘、郯庐断裂带以南的山东日照地区，因古元古代花岗岩出露条件差，其形成时代、源区性质及构造背景长期缺乏深入研究，成为制约Columbia超大陆裂解过程重建的关键空白区。
近日，由中国地质科学院地下空间探测研究部张垚垚等领衔，联合多家科研单位在《岩矿测试》发表了相关研究成果。该团队通过系统调查，首次在日照地区精准获取古元古代花岗岩关键年代学数据，为厘清Columbia超大陆裂解启动过程及扬子板块构造位置提供了重要证据。
为破解日照地区古元古代花岗岩研究难题，研究团队选取区内变质碱长花岗岩、变质二长花岗岩、变质花岗闪长岩和变质英云闪长岩四种典型岩体为研究对象，综合运用岩石学观察、全岩地球化学分析（XRF、ICP-MS）及锆石同位素测试（LA-ICP-MS锆石U-Pb定年与Lu-Hf同位素分析）等技术手段，开展了多维度研究。 结果显示，日照地区古元古代花岗岩均属于亚碱性系列且具有高钾特征，可明确划分为A型、S型和I型三类：其中变质碱长花岗岩为A型花岗岩，表现出高硅、低铝、强铕负异常及高分异指数的典型特征；变质二长花岗岩为S型花岗岩，富铝且白云母含量高；变质花岗闪长岩与变质英云闪长岩则为I型花岗岩。尤为关键的是，测年结果表明，变质碱长花岗岩锆石加权平均年龄为1980±18 Ma。这一数据首次精准限定了日照地区古元古代花岗岩形成于Columbia超大陆晚期裂解阶段，且显著早于扬子板块北缘普遍记录的约1.85 Ga裂解型花岗质岩浆事件，暗示日照地区可能是Columbia超大陆裂解最早启动的区域之一。进一步的同位素分析显示，该岩体锆石二阶段模式年龄为3753至3474 Ma，表明其岩浆源区为早期太古宙原始陆壳经再循环后的部分熔融产物，未受幔源物质混入，属于典型的壳源A型花岗岩。结合构造判别图件及微量元素特征，研究团队进一步确认，该地区古元古代花岗岩形成于碰撞后伸展构造背景，是Columbia超大陆裂解初始阶段在扬子板块东北缘的直接地质记录。
该研究不仅填补了山东日照地区古元古代花岗岩研究的空白，更通过1980±18 Ma这一关键时间锚点，为Columbia超大陆裂解过程的时空非均一性提供了东亚陆块的直接证据，对重建扬子板块在超大陆中的构造位置、厘清裂解启动的区域差异性具有重要科学价值。
本研究得到地球深部探测与矿产资源勘查国家科技重大专项（2024ZD1004103、2025ZD1011107）、中央财政基本科研业务费项目（JKY202511、JKY202406）及湖南省自然科学基金青年项目（2023JJ40624）联合资助。
张垚垚，战洪雷，朱伟，杨鹏，郭本力，蒋方媛，贺晓龙，刘凯．山东日照地区古元古代花岗岩地球化学特征与Columbia 超大陆裂解的启示意义[J/OL]．岩矿测试.
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