研究揭示南羌塘早漸新世假白榴石響巖成因及其制約

　　中國科學院廣州地球化學研究所博士生劉懋銳在副研究員齊玥與研究員王強的指導下，在國家自然科學基金等項目的資助下，研究揭示了南羌塘早漸新世假白榴石響巖成因及其對中央谷地隆升的動力學制約。相關成果近日發表于《巖石學雜志》。

　　長英質堿性巖因其對稀有金屬元素富集機制、火山噴發樣式以及大陸地殼生長方式的重要指示意義，近年來受到廣泛關注。然而，與鎂鐵質堿性巖相比，長英質堿性巖的成因仍存在較大爭議。通常認為，與鎂鐵質堿性巖在時空分布上密切相關的長英質堿性巖是由幔源堿性巖漿在地殼內經歷長時間分異所形成。

　　然而，在一些堿性雜巖體中，長英質堿性巖是主要的巖性，而基性端元則未出露或出露面積極小。因此，有學者提出這些長英質堿性巖可能源自地殼物質的熔融。此外，實驗巖石學的研究表明，富集地幔在低壓條件下的低程度部分熔融能夠產生響巖?粗面巖質的熔體，這與一些響巖中攜帶地幔橄欖巖捕虜體的現象相吻合。

　　由于鎂鐵質巖漿的高程度分離結晶與（超）鎂鐵質巖的低程度部分熔融產生的熔體在全巖成分上具有相似特征，因此僅依靠全巖地球化學成分難以準確地區分長英質堿性巖的成因。青藏高原出露大量的新生代堿性火山巖，是研究長英質堿性巖成因的理想區域。

　　該研究中，研究人員選擇了青藏高原南羌塘魚鱗山火山巖作為研究對象，對單斜輝石的結構和成分環帶開展了詳細的研究。與全巖同位素所記錄的從源區熔融到噴發/侵位的混合信息不同，單斜輝石的微區同位素能夠記錄不同時期熔體的同位素組成。此外，隨著單斜輝石?熔體分配系數以及溫壓計、濕度計的不斷完善，單斜輝石的形態和成分可用于重建巖漿在地殼內的復雜演化過程。

　　基于鉀長石Ar-Ar定年和全巖地球化學、單斜輝石的主微量及原位Sr-Nd同位素組成和熱力學模擬結果，該研究取得以下重要進展：

　　一是，根據魚鱗山火山巖的巖相學特征可將其分為三組：斑狀粗粒響巖質白榴巖、斑狀中粗粒假白榴石響巖和細粒響巖?粗面巖；魚鱗山火山巖整體噴發于約早漸新世（30 Ma）。

　　二是，魚鱗山火山巖以長英質組分為主，缺乏基性組分；魚鱗山假白榴石響巖主要來自幔源富鉀鎂鐵質堿性巖的高程度結晶分異，并伴隨多期次基性巖漿的補給和微弱的地殼混染。

　　三是，高Mg#（>80）單斜輝石的平衡熔體顯示出與北羌塘始新世鉀質玄武巖相似的微量元素配分模式及Sr-Nd同位素組成，揭示南羌塘北部的巖石圈地幔受到了松潘甘孜地體沉積物的影響。

　　相關論文信息：https：//doi.org/10.1093/petrology/egae113