Mehrstufiger Magmatismus während der Exhumation von Subduktionsplatten treibt die geochemische Evolution der kontinentalen Erdkruste an: Einblicke aus paläozoischen Granitoiden im Süd-Altyn, Westchina

Zusammenfassung Die gegenwärtige kontinentale Erdkruste ist durch eine felsische obere Kruste und eine mafische untere Kruste gekennzeichnet, die aus signifikanter geochemischer Differenzierung über geologische Zeit resultiert. Während verschiedene Prozesse vorgeschlagen wurden, um diese Differenzierung zu erklären, bleiben Subduktionszonen zentrale Regionen zum Verständnis der kompositionellen Evolution der kontinentalen Erdkruste. Diese Studie konzentriert sich auf das kontinentale Subduktions-Kollisionsgürtel im Süd-Altyn (SA) in Westchina, einem einzigartigen Kontext, der ultra-tiefe (>300 km) kontinentale Subduktion gefolgt von mehrstufiger Exhumation erlebte. Wir präsentieren eine umfassende Studie von vier Granitoid-Gruppen aus dem Gebiet Tatelekebulake (TTLK) in SA: Biotitgranite (BG), Monzogranit (MG), K-Feldspatgranite (KG) und Leucogranite (LG). Umfassende Studien zur Petrologie, Geochemie und Zirkon-U-Pb-Datierung zeigen, dass diese Granitoide sich vor 494, 451, 414 und 418 Ma bildeten und aus Protolithen mit Affinität zur subduzierten kontinentalen Kruste in SA stammten. Phasengleichgewichtsmodellierungen deuten darauf hin, dass BG bei ∼800°C und 0,6 GPa entstand, während MG, KG und LG durch differentielles Kristallisieren des BG-Magmas unter zunehmend sinkenden Temperatur- und Druckbedingungen (750°C, 0,5 GPa; 740–700°C, 0,2 GPa; und 700–640°C, 0,1 GPa, jeweils) gebildet wurden. Diese Ergebnisse, kombiniert mit früheren Studien, ermöglichen es uns, die tektonischen Prozesse der kontinentale Exhumation und der anschließenden orogenen Kollapse in SA während des frühen Paläozoikums zu rekonstruieren. Wichtig ist, dass unsere Ergebnisse zeigen, dass Magmatismus, der aus teilweiser Schmelze der subduzierten kontinentalen Kruste stammt, die geochemische Evolution der kontinentalen Kruste in Richtung felsischere Kompositionen fördern kann, selbst in Abwesenheit eines signifikanten krustalen Wachstums oder mantelstammenden Magmatismus. Diese Studie liefert einen wertvollen Fall für das Verständnis der kompositionellen Evolution der kontinentalen Kruste in tiefen Subduktionszonen und hinterfragt konventionelle Modelle, die stark auf Bogenmagmatismus für die krustale Differenzierung angewiesen sind. Darüber hinaus tragen unsere Ergebnisse zu einem breiteren Verständnis der Prozesse der krustalen Evolution in kollisionalen Orogenen weltweit bei und heben die Bedeutung des Recyclings und der Differenzierung subduzierten kontinentalen Materials für die Gestaltung der krustalen Kompositionen hervor.