青藏高原东北缘夏河－同仁地区新生代钠质碱性玄武岩成因及其深部动力学意义

青藏高原东北缘特殊的构造环境孕育了其独特的深部动力学背景。本项目在已有研究工作积累的基础上，选择高原东北缘夏河－同仁一带出露的新生代古近纪钠质碱性玄武岩为解剖对象，在扎实的火山岩地质学、岩石学、地球化学综合厘定和研究的基础上，利用火山岩岩石探针深部反演技术，借助电子探针、激光探针及ICP－MS等现代测试方法，重点对新生代火山岩斑晶矿物、玻璃基质、基质中的微晶矿物等岩石组构常量－微量－稀土元素进行微区精确定量分析，将岩浆作用与深部动力学过程有机地联系起来，从理论岩石学、矿物熔体平衡的高度，反演青藏高原东北缘地幔性质、物质组成、热状态、岩浆起源及局部熔融机理、壳/幔相互作用及物质交换过程的有关细节，从而为进一步探讨青藏高原东北缘在新生代期间的独特构造背景、高原隆升机制及高原物质向东逃逸等关键科学问题提出重要的深部动力学约束。

新生代印度和欧亚大陆的碰撞作用导致青藏高原中部地壳发生大规模缩短，目前主流的研究认为是由于青藏高原周缘存在大规模的下地壳流动（lower crust flow）和挤出构造，一个关键的科学问题就是青藏高原在隆升过程中是否存在地幔尺度的挤出构造，这对于理解新生代青藏高原的隆升机制和构造演化具有重要意义。本项目对青藏高原东缘夏河以及礼县-同仁地区马泉、柳坪、竹林沟、白河等四个典型岩区的新生代基性-超基性岩石进行系统的岩石学、地球化学和成因机制研究，研究结果表明青藏高原东部从西向东，新生代火山岩的源区特征和熔融深度表现出规律性变化的特征，表明青藏高原东缘在新生代可能存在地幔东向挤出构造。岩石学和地球化学研究表明，夏河区域内火山岩表现出洋岛玄武岩的地球化学特征，岩石为碱性，Na2O/K2O比值较高，发育K的负异常，富集Nb、Ta等高场强元素，具有富集的Sr-Nd-Pb同位素特征，结合实验岩石学资料，本项目研究提出这些岩石应起源于岩石圈地幔深部碳酸盐化辉石岩的部分熔融作用。礼县-同仁区域内的火山岩表现高的 TiO2 (3.47–4.66%) 和 MgO (11.24–18.88%) 含量，以及较低的SiO2 (41.14–44.82%)和 Al2O3 (5.84–9.18%) 含量。结合Sr-Nd-Pb同位素资料，本项目研究提出该区域超基性火山岩可能起源于碳酸盐化橄榄岩在高压（>3GPa）的部分熔融作用，由于其源区有少量角闪石岩的参与，导致岩石具有高的TiO2 和 Na2O+K2O含量。 结合区域地质背景和藏北新生代火山岩的时空分布特征，本项目研究提出青藏高原东缘的新生代火山岩是由于高原隆升过程中，由于地幔物质的东向挤出构造，向东由于地温梯度的降低，地幔发生熔融的深度也逐渐增加，形成夏河和礼县－同仁地区的新生代火山岩，本项目研究提出的模型和前人认为这些火山岩形成于大陆裂谷的观点明显不同。在青藏高原地幔东向挤出的过程中，地幔物质的熔融事件和区域走滑断层的活动时间是密切相关的，这表明地幔的熔融过程是受地表构造控制的幕式熔融事件。