青藏高原西部日土地區發現首例非俯沖成因玻安巖系火山巖

　　玻安巖被發現于西太平洋地質學IBM帶（伊佐-玻寧-馬里亞納島弧帶）中的玻寧島，是指具有尖晶石/橄欖石/輝石斑晶和高鎂、高硅、低鈦地球化學特征的安山巖。傳統觀點認為，玻安巖是“洋內早期俯沖作用”的產物，是建立板塊構造學的理論基石，并廣泛用于約束古大洋俯沖消減歷史，對探討地球動力學機制具有重要意義。在我國青藏高原腹地班公湖-怒江縫合帶中曾陸續發現了幾例玻安巖，它們被認為是班公湖-怒江特提斯洋早期俯沖的產物。然而，近年來，在陸內裂谷、洋底高原等非俯沖帶構造環境也發現了玻安巖，這對玻安巖俯沖成因構造背景機制提出了較大挑戰。

　　基于此，中國科學院青藏高原研究所碰撞隆升及影響團隊、青藏高原地球科學卓越創新中心研究員史仁燈等，依托大陸碰撞與高原隆升重點實驗室，以西藏班公湖-怒江縫合帶西段的日土玻安巖系火山巖為研究對象，進行了系統的野外地質、巖相學、鋯石年代學和巖石地球化學工作。研究發現，日土玻安巖系火山巖整體呈熔巖流狀，覆蓋在強烈片理化蛇綠巖上，巖石呈致密塊狀、質地新鮮，完全不同于強烈變形蛇紋石化的蛇綠巖塊。巖塊主要由普通輝石斑晶以及由普通輝石、斜長石、少量玻璃等構成的基質組成（圖1），具有富鎂、富硅、貧鈦的玻安巖系火山巖地球化學特征。該火山巖源于極度虧損的地幔源區，受到2-4%的地殼物質混染作用影響，其形成年齡為7930萬年左右，相當于晚白堊世晚期，比班公湖-怒江特提斯洋的閉合時間晚約2000萬年。綜合野外特征，科研人員判斷這套玻安巖系火山巖與俯沖作用無關（圖2）。

　　與全球典型玻安巖體和域內巖漿巖特征對比結果表明，日土玻安巖系火山巖區別于“地幔柱作用”“陸內裂谷作用”形成的玻安質巖石，但與晚白堊世班公湖-怒江縫合帶內拆沉作用導致殼幔相互作用形成的巖漿巖極為相似（圖3）。結合所在區域的深部地球物理特征，綜合分析表明，日土玻安巖系火山巖十分有可能是拉薩地體與羌塘地體碰撞以后，巖石圈地幔加厚、失穩、發生拆沉作用導致殼幔相互作用的結果（圖4）。

　　相關研究成果以Intra-continental boninite-series volcanic rocks from the Bangong-Nujiang Suture Zone, Central Tibet為題，發表在Lithos上。研究工作得到“第二次青藏高原綜合科學考察研究”專項和國家自然科學基金項目的聯合資助。

　　論文鏈接

圖1.日土玻安巖系火山巖野外產出與巖相特征

圖2.日土玻安巖系火山巖鋯石年代學特征

圖3.班公湖-怒江縫合帶白堊世巖漿巖成分演化

圖4.日土玻安巖系火山巖成因模式圖