廣州地化所揭示青藏高原北部碰撞后巖漿活動與高原隆升
青藏高原-喜馬拉雅造山帶是地球上最大的陸-陸碰撞造山帶，其演化過程和隆升歷史一直以來都是地球科學研究中的熱點問題。青藏高原內部廣泛分布有大量碰撞后巖漿活動，包含地幔和地殼來源的多種巖石類型，被認為是探究高原隆升深部機制的理想研究對象。前人定量古高度的研究已經表明青藏高原北部的可可西里盆地在中新世之后發生了至少1 km 的地表隆升，但是對引起地表隆升的深部動力學機制還存在不同認識。鑒于可可西里盆地內大量發育有中新世-上新世的碰撞后巖漿巖，對應于可可西里盆地中新世之后的地表隆升過程。因此，研究可可西里盆地內中新世-上新世的碰撞后巖漿巖的成因有助于我們理解控制青藏高原隆升的深部動力學機制。
早期研究發現可可西里盆地內的幔源巖漿巖都經歷了不同程度的分異演化或地殼混染，不能完全代表地幔源區的特征。中科院廣州地化所的齊玥博士（現為博士后）和王強研究員等對可可西里盆地內16 Ma橄欖白榴巖（圖1 a-d）開展了詳細的礦物學、巖石學和地球化學研究。研究表明：（1）橄欖白榴巖主要組成礦物為橄欖石、單斜輝石和白榴石（圖1 e,f）；（2）橄欖石的微量元素及O同位素特征表明源區主要為交代的橄欖巖，礦物結晶溫壓條件暗示巖漿離開地幔源區后快速噴發到地表，沒有發生明顯的分異和地殼混染，代表了相對原始的幔源巖漿（圖2）；（3）巖石富堿，具有硅不飽和的特征，富集輕稀土和大離子親石元素，虧損高場強元素，顯示Nb-Ta-Zr-Hf-Ti的負異常，Sr-Nd同位素組成與區域內同時代的高Mg幔源巖漿巖類似，指示一個相對均一的富集地幔（圖3）。
通過對比可可西里地區不同時代鎂鐵質巖漿巖的地球化學組成以及區域構造演化歷史，認為可可西里橄欖白榴巖所代表的富集地幔形成于始新世-漸新世期間，南向俯沖的柴達木地塊提供了交代地幔的富集組分，富集物質主要為富鉀的碳酸巖-硅酸巖混合熔體。考慮到可可西里盆地內約75%的巖漿活動都集中爆發在18-11 Ma之間，并結合高原北部巖石圈厚度較薄的特征，認為巖石圈的拆沉減薄觸發了上覆剩余富集巖石圈地幔和地殼的部分熔融，產生了可可西里地區18-11 Ma大規模的巖漿爆發，并引起了可可西里盆地中新世之后至少1 km的地表隆升。
該研究受到國家自然科學基金，第二次青藏科考、中科院前沿科學重點研究項目、中科院先導先導A和廣州地化所135項目的聯合資助，成果發表在國際地學著名期刊《Journal of Petrology》上。
圖1 可可西里橄欖白榴巖地質簡圖及巖相學特征
圖2 可可西里橄欖白榴巖礦物學特征
圖3 可可西里橄欖白榴巖全巖地球化學特征
（Yue Qi, Qiang Wang*, Ying-Tang Zhu, Lian-Chang Shi, Ya-Nan Yang. 2020. Miocene olivine leucitites in the Hoh Xil Basin, northern Tibet: implications for intracontinental lithosphere melting and surface uplift of the Tibetan Plateau. Journal of Petrology, egaa026, https://doi.org/10.1093/petrology/egaa026）
同位素地球化學國家重點實驗室 & 科技與規劃處 供稿
