新聞動(dòng)態(tài)廣州地化所、深地科學(xué)卓越創(chuàng)新中心揭示青藏高原羌塘體塊碰撞前屬性與演化
全球的大型碰撞造山帶通常包含多個(gè)碰撞前增生地體，這些增生地體的性質(zhì)在很大程度上決定了整個(gè)造山帶的性質(zhì)和大陸碰撞與隨后的發(fā)展演化。印度-亞洲大陸的碰撞和青藏高原的隆升被認(rèn)為是近億年全球最大的地質(zhì)事件，是大陸碰撞與地質(zhì)演化研究最理想的天然實(shí)驗(yàn)室。與印度大陸碰撞前的亞洲大陸是由松潘甘孜、羌塘、拉薩等地塊依次增生組成，這些地體性質(zhì)各異，對(duì)其碰撞前屬性的認(rèn)識(shí)是理解青藏高原大陸碰撞及后碰撞地質(zhì)變形演化的重要前提。然而，由于缺少碰撞前幔源巖漿巖等深部“巖石探針”的約束，青藏高原核心羌塘北部地塊的碰撞前屬性及演化一直是研究空白，成為青藏高原的隆升演化機(jī)制在近百年的研究后仍是未知之謎的原因之一。
針對(duì)上述問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所、深地科學(xué)卓越創(chuàng)新中心馬林副研究員，王強(qiáng)研究員、唐功建研究員與英國(guó)卡迪夫大學(xué)Andrew Kerr博士合作，選取羌塘北部靠近金沙江縫合帶的邦達(dá)措鈉質(zhì)基性巖漿巖為研究對(duì)象（圖1），通過(guò)巖石學(xué)、地球化學(xué)及鋯石U-Pb定年工作，取得了以下認(rèn)識(shí)：
圖1 青藏高原羌塘地塊北部邦達(dá)措鈉質(zhì)輝綠巖與玄武巖和巖相學(xué)照片
1） 邦達(dá)措鈉質(zhì)基性巖石形成于晚中生代，可分為晚侏羅世（148 Ma）和晚白堊世（90 Ma）兩期，都具有明顯的洋島玄武巖地球化學(xué)特征，例如，富集不相容元素Nb（高達(dá)139ppm）和輕稀土元素等；
2） 羌塘北部地幔在碰撞前經(jīng)歷了兩階段演化：晚侏羅世平坦俯沖的班怒特提斯或新特提斯洋平坦俯沖導(dǎo)致海洋沉積物和洋殼殘片堆積于羌塘北部之下，并交代形成北羌塘碳酸鹽質(zhì)巖石圈地幔，地幔溫度為1225-1240℃，深度為90-100 km（圖2）；
3） 晚白堊世由于俯沖板片擾動(dòng)，疊置增厚的北羌塘巖石圈發(fā)生拆沉，導(dǎo)致軟流圈部分熔融上涌并與先存的碳酸巖質(zhì)巖石圈地幔發(fā)生相互作用，地幔溫度為1331-1345℃，深度為70-80 km（圖2）；
4） 羌塘北部在大陸碰撞前存在一個(gè)相對(duì)高溫且軟弱的繼承的碳酸質(zhì)巖石圈地幔。羌塘北部新生代的富集地幔更可能是晚白堊世后亞洲大陸俯沖的產(chǎn)物。這些認(rèn)識(shí)將有助于進(jìn)一步理解青藏高原新生代多地體碰撞系統(tǒng)的地質(zhì)特征和隆升機(jī)制。
圖2 羌塘北部晚中生代邦達(dá)措鈉質(zhì)基性巖的地幔潛能溫度和壓力估算
研究成果近期發(fā)表于國(guó)際期刊《Lithos》上，該項(xiàng)研究成果獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (41872062，91855215，41630208)，國(guó)家第二次青藏高原科考（2019QZKK0702），中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng) (A) (XDA2007030402)，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 (2016YFC0600309)，中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)（2017404）的資助。論文信息如下：
Ma, L., Wang, Q., Kerr, A. C., Tang, G.‐J., (2021). Nature of the pre-collisional lithospheric mantle in Central Tibet: Insights to Tibetan Plateau uplift. Lithos, 388-389，106076. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2021.106076
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同位素地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室&科技與規(guī)劃處 供稿
