拉萨地块中南部俯冲印度陆壳再循环及其深部过程

The India-Asian continental collision resulted in the formation of Tibeta Plateau. However, whether the Indian continental crust subducted under the Lhasa terrane due to the drag of the subducted Neo-Tetheys oceanic slab or recycled into the Central-South Lhasa terrane is hotly debated. Focusing on the recycling of the subducted Indian continental crust and its geodynamical process, this project carries out a study of Pb isotopic composition from granitoids and crustal basements from longitude 86° to 96° in the Central-South Lhasa terrane, with a combined study of geochronology and other isotopic systems (e.g. Hf-Nd-O isotopes). Our aim is to set up geochemical indexes that can identify the Indian continental crustal composition from the Lhasa terrane. We use such geochemical indexes to map the spatial-temporal framework of recycled Indian continental crust in the Central-South Lhasa terrane and discuss the geodynamical process of the recycled Indian continental crust. Our results will provide a new evidence for the fate of subducted Indian continental crust, crustal thickening, Miocene minerallization, tectonic affinity, and formation and evolution of lower crust in the Lhasa terrane.

印度板块向欧亚板块的俯冲碰撞导致了青藏高原的形成，但是青藏高原南部拉萨地块地壳深部是否存在大规模俯冲的印度陆壳及其物质再循环作用还存在较大争论。围绕是否存在俯冲印度陆壳的再循环作用及其深部过程，本项目重点对拉萨地块中南部东经86°~96°范围内的花岗岩类和基底岩类开展Pb同位素组成研究，并配合年代学和其他同位素示踪体系（如Hf-Nd-O同位素)，建立区分拉萨地块和印度陆壳物质组成的地球化学指标体系，探测拉萨地块中南部新生代花岗岩类岩浆源区中含有再循环印度陆壳物质的时空分布及其深部作用过程，为俯冲印度板块的地壳物质的去向、青藏高原南部地壳加厚作用、拉萨地块南部大规模中新世成矿作用和拉萨地块的原始构造属性及下地壳成因与演化提供新的地球化学证据。

围绕青藏高原南缘拉萨地块地壳深部是否存在大规模俯冲印度陆壳的再循环及其深部动力学过程，本项目主要对拉萨地块和喜马拉雅造山带的古老基底、中生代-新生代岩浆岩和变质岩开展了野外地质、岩石学、年代学和Sr-Nd-Pb-Hf同位素地球化学研究，获得以下认识：（1）拉萨地块起源于印度大陆北缘，其基底与印度北缘喜马拉雅造山带地壳具有相似的同位素组成；（2）印度-欧亚板块碰撞前新特提斯洋向北俯冲产生的弧岩浆的分异演化过程是南拉萨地块地壳生长的主要机制，新生地壳具有与喜马拉雅带截然不同的Sr-Nd-Pb同位素组成；（3）Pb同位素填图结果表明，中拉萨地块具有高的Pb同位素比值，与存在古老基底有关；碰撞前南拉萨地块Pb同位素组成在东西走向上存在明显差别，西段和东段分别具有高和低的Pb同位素比值，同碰撞和碰撞后南拉萨地块整体的Pb同位素比值升高，东段低值范围逐渐变小；（4）与碰撞前南拉萨地块地壳具有亏损的同位素组成特点相比，南拉萨地块中同碰撞和碰撞后岩浆岩的Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成逐渐向更加富集的方向演化，可能与俯冲印度陆壳物质的加入有关；（5）南拉萨地块下地壳剖面和下地壳包体的同位素组成显示，碰撞后俯冲印度陆壳对南拉萨地块下地壳进行了强烈改造；（6）南拉萨地块中新世幔源岩浆组成显示俯冲拉萨地块之下岩石地幔受到俯冲印度地壳的改造；（7）东喜马拉雅构造结高压变质岩的年代学指示俯冲印度陆壳经历了49~35 Ma，33~17 Ma和12~7 Ma多期次俯冲-折返过程；（8）拉萨地块渐新世-中新世钾质/超钾质岩的时空分布和形成温压条件的变化规律指示拉萨地块之下俯冲印度发生了撕裂和断离作用；（9）优化了LA- MC-ICP-MS原位Pb同位素的分析测试方法，开发了原位Zr-Ca等稳定同位素的分析测试方法，并成功应用于南拉萨地块岩浆作用过程研究。本项目获得的成果补充了现今地球物理无法观测地质历史时期印度陆壳的俯冲过程，对进一步认识青藏高原的形成与演化过程，以及大陆地壳的形成与演化具有重要意义。