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马林等-Lithos：揭示始新世末青藏高原下的亚洲陆壳再循环

撰稿：发布时间：2021-04-13

俯冲带将海洋玄武岩、海底沉积物和大陆地壳碎片运输到地幔深处，是了解地球内部元素循环的关键。大洋板片俯冲带的元素循环已被大量研究证实和熟知，但由于低密度大陆地壳物质难以俯冲，且大陆俯冲过程中的通常缺乏幔源岩浆作用，因此大陆俯冲带的元素循环过程一直缺乏有效约束。作为世界屋脊，青藏高原在新生代的隆升在东亚地区的地形地貌和区域气候方面造成了深远的影响。地球物理探测资料显示，印度和亚洲大陆岩石圈当前都位于青藏高原之下，但是这些潜在的大陆物质再循环的时间及其在青藏高原隆升和地幔物质演化方面的角色作用却缺乏有效认知手段和约束。
针对上述问题，中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室、深地科学卓越创新中心马林副研究员，王强研究员、韦刚健研究员、苟国宁博士等与英国卡迪夫大学Andrew Kerr博士合作，选取羌塘北部靠近金沙江缝合带的约改钾质火山岩为研究对象，通过岩石学、元素和Sr-Nd-Pb-B同位素地球化学及锆石U-Pb定年工作，取得了以下认识：

图1 青藏高原羌塘地块北部约改钾质火山岩Sr-Nd-B同位素特征

        1）    羌塘北部始新统-渐新统约改钾质岩具有埃达克质岩亲合性微量元素特征、富集的Sr-Nd-Pb同位素和异常轻的B同位素特征（图1）；
        2）    始新世末北羌塘钾质岩很可能源自地幔楔橄榄岩和陆壳碎片共同组成的mélange源岩（图2）；
        3）    含大量沉积物组分的陆壳深俯冲脱流体过程可产生硼同位素分馏，大量富10B轻同位素组分将滞留或继续深俯冲至地幔深部，并可能形成一个独特的地幔储层（图2）；
        4）    大陆碰撞带可能是重要的陆壳物质再循环场所，B同位素可以有效示踪陆壳物质的深部再循环；
        5）    至少在始新世末之前，青藏板块可能已经叠置于亚洲大陆板块之上，这将有助于理解早期高原隆升机制和过程（图2）。

图2始新世末亚洲大陆物质再循环和俯冲通道混杂岩部分熔融示意图

研究成果近期发表于国际期刊《Lithos》上，该项研究成果获得了国家自然科学基金项目 (41630208，91855215，41872062)，国家第二次青藏高原科考（2019QZKK0702），中科院战略性先导科技专项 (A) (XDA2007030402)，国家重点研发计划 (2016YFC0600309)，中科院青年创新促进会（2017404）的资助。论文信息如下：

Ma, L., Gou, G.-N., Kerr, A.-C., Wang, Q.*, Wei, G.-J., Yang, J.-H., Shen, X.-M., (2021). B isotopes reveal Eocene mélange melting in northern Tibet during continental subduction. Lithos, 392-393，106146. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2021.106146

相关链接：https://authors.elsevier.com/c/1ctr35aRZYXzT

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