西藏班戈-安多增生造山带角闪辉长岩和中酸性侵入岩的岩石成因

Formation of calc-alkaline andesitic to dacitic rocks within accretionary orogenic belts are central to understand the mechanism for the formation of continental crust. This proposal sheds lights on the Jiaqun pluton within the Baingoin-Amdo accretionary orogenic belt that is characterized by the presence of extensive accretionary complex, with special emphasis on the calc-alkaline intermediate-felsic rocks and hornblende gabbros (as well as other mafic rocks) which are rare exposed in arcs. Based on the integration of route large-scale geological mapping and petrographical observations, as well as in-situ mineral compositional and whole-rock elemental and isotopic determinations, this proposal aims to (1) constrain whether the hornblende gabbros represent the evolved mantle-derived basaltic magmas or the earlier cumulates crystallized from parental magmas, (2) explore the origin of the intermediate-felsic rocks, (3) reconstruct the genetic links and compositional differentiation between the hornblende gabbros and intermediate-felsic rocks. These results are used to discuss the mechanisms (partial melting and fractional crystallization) responsible for the formation of andesitic to dacitic rocks and formation of continental crust within accretionary orogenic belt.

增生造山带安山质到英安质岩浆的产生机制对理解大陆地壳的形成具有重要意义。本项目拟以发育大量增生杂岩的西藏中部班戈-安多增生造山带为研究区，以出露在混杂岩中佳群岩体中酸性侵入岩和罕见的角闪辉长岩为研究对象，在野外开展大比例尺路线地质填图和岩相学观察基础上，通过系统的单矿物原位成分分析、元素和同位素地球化学测试，鉴定角闪辉长岩（以及其他镁铁质）是幔源岩浆演化的产物还是母岩浆堆晶的产物，限定中酸性岩的源区，刻画角闪辉长岩与中酸性侵入岩的的成因联系和岩浆作用过程，在此基础上讨论部分熔融和分离结晶作用在弧中酸性岩形成中发挥的作用，探讨增生造山带大陆地壳的形成机制。

理解造山带中酸性岩的成因是刻画大陆地壳形成过程的基础。本项目以班公湖-怒江缝合带及邻区中生代中酸性岩浆岩为研究对象，在详细野外调研的基础上，开展了系统的锆石U-Pb年代学，岩石学，矿物学，全岩地球化学，和全岩多元同位素（Sr-Nd-Pb-Hf-Mg）研究。利用新获得数据，结合整理的全球造山带数据，主要获得以下两点新认识。（1）通过对噶尔金高硅花岗岩稀土元素四分组效应研究发现，四分组效应可以通过副矿物的结晶分离产生；模拟结果表明，全球高硅花岗岩的四分组效应都可以通过副矿物（独居石、褐帘石、磷灰石和锆石）的结晶分离产生，不需要岩浆热液参与。该成果表明高硅花岗岩中元素的行为（如富集成矿），不一定都是岩浆热液参与的结果。（2）通过对全球增生造山带弧岩浆岩年代学、全岩成分、同位素和构造背景大数据进行了系统整理，发现这些岩石可以系统地划分为低镁系列和高镁系列，低镁系列与大陆地壳成分显著不同，可能起源于流体和沉积物熔体交代的地幔楔，并经历了岩浆演化；而高镁系列与大陆地壳成分相似，可能起源于俯冲再循环地壳物质底辟卷入的地幔楔熔融；大陆地壳的形成可能经历了从地幔中提取低镁系列弧地壳，和随后这些地壳物质发生俯冲、底辟和重熔，形成高镁安山质大陆地壳。上述成果为经典的大陆地壳形成悖论提供了一个新的解释。本项目发表国际SCI论文3篇，中文论文1篇，协助培养了1名在读博士研究生。