藏南北喜马拉雅中新世镁铁质岩浆活动及其对淡色花岗岩成因的约束

传统观点认为，喜马拉雅淡色花岗岩是印-亚大陆碰撞过程中地壳内部各种地质作用导致增厚地壳重熔的产物（没有或很少有幔源物质的输入）。然而，中新世辉绿岩和含暗色包体花岗岩的发现，则暗示碰撞以来幔源岩浆在喜马拉雅带内同样非常重要，同时也意味着有必要对上述传统观点进行重新评价。因此，本项目拟以西藏山南地区的中新世镁铁质岩石和含暗色包体花岗岩为主要研究对象，对其进行系统的岩石学、矿物化学、元素和同位素地球化学，以及锆石U-Pb年代学和锆石Hf-O同位素研究，约束区内新生代岩浆活动的时空序列，分析岩浆作用过程和岩浆源区性质，以及花岗岩中的幔源物质贡献量。在此基础上，探讨镁铁质岩浆形成的深部动力学过程，系统对比含暗色包体花岗岩与其它喜马拉雅淡色花岗岩的成因联系和差异，重新认识喜马拉雅带地壳重熔机制。项目成果有望改变喜马拉雅带新生代以来缺乏幔源岩浆，而淡色花岗岩仅有地壳物质贡献的传统认识。

前人通过地球物理研究和数字模拟，认为青藏高原的生长和隆升可能是一个柔软的中-下地壳流物质向高原四周流动所致。然而，由于缺乏直接的地质证据，因而对青藏高原的生长和隆升机制是否与中-下地壳流有关一直存在较大的争议。大量相当于中下地壳物质的高级变质体的良好露头，以及广泛出露的新生代岩浆岩，使得喜马拉雅带成为探究青藏高原之下是否存在地壳流这一问题的绝佳地点。研究发现位于雅鲁藏布缝合带两侧地体的地球化学属性具有显著差异，位于北侧的拉萨地体具有新生地壳的特征，而南侧的喜马拉雅带则以古老地壳物质为特征，因而对地体两侧岩浆岩的地球化学属性可有效地运用于鉴别地体间深部是否存在物质交换。因此，本项目开展了4条穿越雅鲁藏布江两侧地体的岩石学研究剖面，对其中约20套岩浆岩进行了系统研究，尤其是白荣-亚东和幕如-错那剖面。岩石学和地球化学研究发现，亚洲板块（拉萨地体）的中-下地壳物质在喜马拉雅带内淡色花岗岩的形成过程中起到了重要的作用。由此推断，亚洲板块的新生地壳物质以中-下地壳流的方式穿越雅鲁藏布江缝合带向南迁移了至少200公里。同时，已有的锆石U-Pb年龄显示，在南北向剖面之上，淡色花岗岩的结晶年龄呈现出明显的由南向北逐渐变年轻的趋势。这与中下地壳流由北往南逐渐迁移的模型相一致，而云母Ar-Ar冷却年龄则进一步限定出藏南之下的中-下地壳流主要发生在中新世。