日喀则伟晶辉长岩岩石成因及其对蛇绿岩形成环境的制约

The Yarlung Zangbo ophiolite preserves information about the evolution of the Neo-Tethys. Previous studies of this ophiolite have not reached a consensus about its tectonic setting: (1) slow-spreading ridge and (2) supra-subduction zone. To address the above questions, we will focus on geochronology and geochemistry of the newly discovered pegmatitic gabbros that invaded into the Xigaze ophiolite, central of the Yarlung Zangbo ophiolite. We will apply zircon U-Pb methods to date the pegmatitic gabbros. We will conduct major and trace elements analyses of pyroxenes and amphiboles. On the basis of these data, the press-temperature will be calculated. Mg-Sr-Nd-Hf isotopic analyses will also be analyzed on the diopside megacrysts. All these data will be used to discuss the petrogenesis of the pegmatitic gabbros, the possibility that Mg isotopically light carbonate fluids involved into their generation and finally to provide new constraints on the tectonic setting of the Xigaze ophiolite.

雅鲁藏布蛇绿岩保存了大量新特提斯洋演化的信息。然而，该蛇绿岩到底是形成于慢速扩张的大洋中脊还是俯冲带之上，目前尚处争议之中。争议的焦点在于它们的形成是否与俯冲作用相关，因此解决该争议的关键在于从它们内部寻找更多与俯冲相关的特殊岩石。申请者在预研究中发现了侵入到该蛇绿岩带中段的日喀则地幔橄榄岩中的伟晶辉长岩，且它们主要由富钙的透辉石巨晶组成。但是，它们形成年龄和富钙物质的来源并不清楚。本项目拟利用锆石U-Pb定年技术，测定伟晶辉长岩形成年龄，构建它们与蛇绿岩及其他镁铁质-长英质脉体是否有成因上的联系；利用辉石和角闪石等矿物的主微量元素含量及其特征，估算其形成的温压条件，约束其岩浆性质，论证其岩石成因；利用透辉石巨晶Mg-Sr-Nd-Hf同位素的组成特征，分析其形成过程中是否有碳酸盐岩的加入，揭示其源区性质，有望为日喀则蛇绿岩的形成环境提供关键约束。

日喀则蛇绿岩形成环境一直存在争议。前人研究结果揭示它们既有MORB也有俯冲带相关的特征。为了解决上述蛇绿岩之谜，本项目对侵入地幔橄榄岩的伟晶辉长岩、斜长花岗岩和异剥钙榴岩开展了详细的野外地质调查、岩石学和地球化学的研究。伟晶辉长岩中单斜辉石具有LREE亏损和Nb、Ta等高强场元素亏损的特征；与单斜辉石平衡的熔体REE含量明显要比现今的MORB低，但是与Tonga地区的岛弧拉斑玄武岩（IAT）相似，表明它们很可能与IAT产生环境类似。伟晶辉长岩角闪石Nb、Ta等高强场元素则表现为中等到明显的负异常。与伟晶辉长岩同期侵位的斜长花岗岩的锆石U-Pb年龄为124.0±4.9 Ma，与日喀则蛇绿岩中其他镁铁质岩石形成时代相同。部分熔融计算表明，斜长花岗岩可由角闪岩的25-35%部分熔融能形成。上述证据表明伟晶辉长岩可能来自含水、高硅、具有岛弧拉斑玄武岩特征的熔体，证明其形成于弧前地区。同时，俯冲板片发生变质作用，形成了变质底板，并在后期发生部分熔融，形成斜长花岗岩。. 异剥钙榴岩Mg同位素δ26Mg值变化范围为-0.72‰到-0.33‰，比其原岩、地幔平均值以及蚀变玄武岩及辉绿岩都要轻。δ26Mg值与CaO/Al2O3之间呈现一定的相关性，说明其形成过程中很可能有碳酸盐岩的加入。异剥钙榴岩需要参与的碳酸盐岩比例在5-15%之间。根据异剥钙榴岩在地幔中所占比例，计算出异剥钙榴岩形成过程中参与到地幔中的碳酸盐岩比例为0.29-0.89%，揭示了异剥钙榴岩可能是俯冲碳酸盐岩中钙的储库。. 伟晶辉长岩及斜长花岗岩的成因机制表明日喀则蛇绿岩形成于俯冲初始阶段的弧前环境，提供了一种较为合理的模型来回答“雅鲁藏布蛇绿岩之谜”。而有关异剥钙榴岩形成需要俯冲碳酸盐岩的参与，则揭示了新特提斯洋俯冲可能导致大规模深部碳循环。