后碰撞巖漿作用廣泛分布于大陸碰撞造山帶中（如, 青藏高原），被普遍認(rèn)為是大陸俯沖的產(chǎn)物。然而，先前大洋俯沖時(shí)洋殼物質(zhì)的再循環(huán)也能貢獻(xiàn)后碰撞巖漿巖的產(chǎn)生。準(zhǔn)確識(shí)別后碰撞巖漿巖中的再循環(huán)地殼組分對(duì)于理解大洋俯沖到大陸俯沖的發(fā)展以及造山帶的演化具有重要意義。青藏高原南部的拉薩地塊分布有大量的后碰撞超鉀質(zhì)巖（圖1A），這些巖石的形成和印度大陸板塊的俯沖以及青藏高原隆升的深部動(dòng)力學(xué)過程密切相關(guān)，吸引了國內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注。這些超鉀質(zhì)巖普遍具有弧型微量元素特征和富集的放射性成因Sr-Nd-Pb同位素組成。然而，其富集地幔源區(qū)的交代介質(zhì)（新特提斯洋沉積物vs. 俯沖印度陸殼）仍然存在爭議。
近日，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、深地科學(xué)卓越創(chuàng)新中心郝露露副研究員、王強(qiáng)研究員和韋剛健研究員等人通過對(duì)拉薩地塊后碰撞超鉀質(zhì)巖（圖1B）的硼（B）同位素研究，并結(jié)合主-微量元素和Sr-Nd-Pb-O同位素?cái)?shù)據(jù)，揭示了這些后碰撞巖漿巖起源于俯沖印度大陸地殼交代的富集地幔。研究結(jié)果取得了以下主要認(rèn)識(shí)：（1）后碰撞中新世（13-11 Ma）超鉀質(zhì)巖具有很低的B/Nb（0.05 ~ 0.85）和δ11B（-20.5 ~ -10.3‰）值，明顯不同于拉薩地塊碰撞前早古新世（~64 Ma）超鉀質(zhì)巖（B/Nb = 0.85 ~ 1.89, δ11B = -9.0 ~ -2.5‰）以及現(xiàn)代弧巖石（圖1C-D）；相反地，這些輕B同位素組成在西安納托利亞（Anatolia）后碰撞超鉀質(zhì)巖中曾有報(bào)道。（2）西安納托利亞后碰撞超鉀質(zhì)巖的低δ11B被認(rèn)為來自滯留大洋板片的持續(xù)脫水或是俯沖大陸地殼。拉薩地塊后碰撞超鉀質(zhì)巖部分樣品比西安納托利亞具有更低的B/Nb，明顯低于洋中脊玄武巖（MORB）值，意味著貧流體的源區(qū)（圖1D）。它們的低δ11B也不是來自大洋板片沉積物熔體的貢獻(xiàn)。沉積物熔體對(duì)弧巖漿的貢獻(xiàn)在俯沖階段普遍存在，然而其B含量和同位素的特征容易被流體信號(hào)掩蓋。后碰撞階段由于大洋板片的拆離，流體信號(hào)減弱，沉積物熔體的低B/Nb和重B同位素特征可以在后碰撞巖漿巖中體現(xiàn)，如亞美尼亞（Armenia）后碰撞巖漿巖（圖1D）。（3）結(jié)合印度陸殼的輕B同位素組成，拉薩地塊后碰撞超鉀質(zhì)巖極輕B同位素組成應(yīng)來自于俯沖印度陸殼的貢獻(xiàn)。這一結(jié)論也與Sr-Nd-Pb-O同位素?cái)?shù)據(jù)吻合。（4）拉薩地塊后碰撞巖漿作用的源區(qū)主要受控于俯沖印度大陸的影響。根據(jù)其時(shí)空分布特征和區(qū)域的構(gòu)造特征，我們支持印度大陸俯沖先斷離后撕裂的兩階段動(dòng)力學(xué)模型（圖2）：25-18 Ma，俯沖印度大陸板塊發(fā)生斷離，引發(fā)喜馬拉雅和拉薩地塊南北向伸展（圖2A）；18-8 Ma，俯沖印度板塊發(fā)生撕裂，引發(fā)拉薩地塊東西向伸展（圖2B）；在大陸俯沖過程中，來自俯沖印度大陸具有極輕B同位素組成的物質(zhì)交代拉薩地塊下部地幔形成了超鉀質(zhì)巖的富集地幔源區(qū)。
圖1 青藏高原南部拉薩地塊后碰撞超鉀質(zhì)巖分布及其B同位素和B/Nb圖解。（A）拉薩地塊新生代巖漿巖的分布：1, 后碰撞富鉀火山巖; 2, 后碰撞埃達(dá)質(zhì)巖; 3, 林子宗火山巖; 4, 容尼多碰撞前(～64 Ma) 超鉀質(zhì)巖；（B）當(dāng)惹雍措-許如措裂谷地區(qū)中新世（13-11 Ma）富鉀火山巖分布；（C）當(dāng)惹雍措-許如措超鉀質(zhì)巖B同位素組成和緯度關(guān)系圖；（D）當(dāng)惹雍措-許如措超鉀質(zhì)巖的B/Nb和B同位素組成圖解。
圖2 青藏高原南部后碰撞階段深部動(dòng)力學(xué)過程模式圖
本研究為大陸俯沖對(duì)后碰撞巖漿巖極輕B同位素的貢獻(xiàn)提供了一個(gè)很好的證據(jù)，確認(rèn)了B元素和同位素在區(qū)分大洋俯沖和大陸俯沖上的應(yīng)用潛力。論文的B含量和同位素?cái)?shù)據(jù)在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所公共技術(shù)服務(wù)中心元素與同位素分析平臺(tái)完成測試。
本研究成果近期發(fā)表在國際地學(xué)著名期刊Earth and Planetary Science Letters上。本項(xiàng)研究受到二次青藏科考、國家自然科學(xué)基金、中科院青促會(huì)、廣州市基礎(chǔ)研究計(jì)劃等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。
論文信息：Hao, L-L. (郝露露), Wang, Q.* (王強(qiáng)), Kerr, A., Wei, G-J. (韋剛健), Huang, F. (黃方), Zhang, M-Y. (張妙燕), Qi, Y. (齊玥), Ma, L. (馬林), Chen, X-F. (陳雪霏), Yang, Y.-N. (楊亞楠), 2022. Contribution of continental subduction to very light B isotope signatures in post-collisional magmas: evidence from southern Tibetan ultrapotassic rocks. Earth and Planetary Science Letters, 584, 117508. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117508.
