Continental evolution influenced by relamination of deeply subducted continental crust

Post-collisional magmatism has played a critical role in modifying the continental crust since the Archaean, 3 billion years ago. The dual mantle–crust signature of calc-alkaline post-collisional magmas requires a hybrid source involving both reservoirs, the formation of which is not well understood. Here we use an integrated thermomechanical and magmatic experimental approach to constrain the geodynamic causes of mantle–crust hybridization and post-collisional magmatism, which reveals their association with subduction of continental lithosphere. Our numerical models predict pervasive relamination of deeply subducted continental crust onto the base of the overriding plate, owing to the decoupling of the buoyant silica-rich crust from the subducting continental lithosphere. In this setting, post-collisional magmatism is sourced from a hybrid domain following efficient mechanical mixing between the relaminated crust and mantle peridotite. Our laboratory melting experiments demonstrate that the magmatic products from this hybrid source reproduce the natural compositional trend of post-collisional igneous rocks. This mechanical–chemical interaction between relaminated crust and mantle lithosphere is recorded in magmatic isotopic signatures throughout Earth’s history and, given the similarity between Phanerozoic post-collisional calc-alkaline rocks and Archaean sanukitoids, implies that crust–mantle hybridization has occurred since Precambrian plate tectonics. Post-collisional calc-alkaline magmatism has originated from the mixing and hybridization of relaminated continental crust and mantle peridotite since the Archaean, according to numerical simulations of continental subduction and melting experiments.

Nature Geoscience

2026

Geochemistry

Geodynamics

Petrology

Precambrian geology

Tectonics

Post-collisional magmatism has played a critical role in modifying the continental crust since the Archaean, 3 billion years ago. The dual mantle–crust signature of calc-al...

Недавно команда Даниэля Гомеса-Фрутоса из Портсмутского университета (Великобритания) раскрыла влияние расслоения глубоко субдуцированной континентальной коры на эволюцию континентов. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале Nature Geoscience 5 мая 2026 года.Начиная с архея (3 млрд лет назад), постколлизионный магматизм играл ключевую роль в переработке континентальной коры. Двойная (мантийно-коровая) геохимическая метка известково-щелочных постколлизионных магм указывает на наличие источника, смешивающего два резервуара, однако механизм формирования такого смешанного источника оставался неясным.Исследовательская группа применила комплексный подход, сочетающий термомеханическое и магматическое экспериментальное моделирование, чтобы ограничить геодинамические условия возникновения мантийно-корового смешивания и постколлизионного магматизма, выявив их связь с субдукцией континентальной литосферы. Численная модель предсказывает, что глубоко субдуцированная континентальная кора подвергается масштабному расслоению (перераспределению) к подошве вышележащей плиты в результате отслоения субдуцированного силикатного материала от нижележащей континентальной литосферы. В таком контексте постколлизионный магматизм возникает из смешанного домена, образующегося в результате эффективного механического смешения расслоенной коры с мантийными перидотитами.Лабораторные эксперименты по плавлению показывают, что магматические продукты из такого смешанного источника воспроизводят естественные тренды эволюции состава постколлизионных магматических пород. Эта механико-химическая связь между расслоенной корой и литосферной мантией сохраняется в изотопных характеристиках магматических пород в истории Земли; а сходство между фанерозойскими постколлизионными известково-щелочными породами и архейскими санукитоидами указывает на то, что процессы смешивания коры и мантии существуют с докембрия, с момента начала активной тектоники плит.

Continental evolution influenced by relamination of deeply subducted continental crust

Authors

Gómez-Frutos Daniel

Castro Antonio

Balázs Attila

Gerya Taras

We recommend that you study