高利娥等-CG:裂谷系中地壳深部物质的顺次部分熔融作用：

以藏南地区为例

　　在造山带伸展阶段，伴随着热量的上升，不同深度陆壳物质会依次发生部分熔融作用。在部分熔融过程中，随着源区的变化，从理论上推断会产生矿物组成和地球化学特征系统变化的共生花岗岩，这种复杂的深熔作用被叫做顺次部分熔融作用。然而，发生顺次部分熔融所需的构造地质条件比较苛刻，全世界目前仅有两例报道。藏南地区近南北走向的地堑-半地堑构造广泛发育，构成了数条从拉萨地体延伸至喜马拉雅造山带的南北向裂谷系。雅拉香波片麻岩穹窿位于错那-桑日裂谷系内，穹窿内发育中新世高Sr/Y比值花岗岩。中国地质科学院地质研究所高利娥副研究员、曾令森研究员及其团队人员通过初步研究，发现该套岩石具有发生顺次部分熔融作用的潜力，进一步通过系统分析对比其岩石学和地球化学特征，探讨了其成因机制。

　　雅拉香波片麻岩穹窿发育至少四期中新世高Sr/Y比值花岗岩（图1），分别形成于20.4 Ma、18.9 Ma、17.7 Ma和17.1 Ma。地球化学数据表明，它们为富钠过铝花岗岩，具有高Sr/Y和La/Yb比值（图2）。与喜马拉雅其它中新世淡色花岗岩相比，这套花岗岩具有低的87Sr/86Sr（t）（0.7091-0.7149）和高的eNd（t）（-11.1至-7.7）同位素比值，但比始新世花岗岩高的Sr同位素和低的Nd同位素比值（图3）。以上同位素特征无法用单一的源区来解释，这套花岗岩不可能是基性下地壳物质或者变沉积岩的产物，应该是这两个源区混合熔融作用派生的熔体。并且，随着结晶年龄的减小， eNd（t）和Sr/Y比值减小，但87Sr/86Sr（t）和Rb/Sr比值增加。结晶年龄、元素和同位素系统变化表明，这套花岗岩是顺次部分熔融作用的产物：随着裂谷的开启和热量的上升，基性下地壳先发生熔融作用，接着浅部的变泥质岩发生熔融作用，产生了元素和同位素系统变化的混合熔体。

　　本研究获得的地球化学新数据，结合文献中已有的数据表明：沿着裂谷系，从南到北，伴随着软流圈的上涌，南北向伸展作用开启，顺次部分熔融作用派生了中新世不同类型的花岗岩。从拉萨地体到喜马拉雅造山带，东西向的伸展作用应该至少20 Ma开始启动。

图1 （a）喜马拉雅造山带地质简图，（b）雅拉香波穹窿地质图

图2雅拉香波中新世高Sr/Y比值花岗岩的微量元素特征

图3 雅拉香波中新世高Sr/Y比值花岗岩的Sr-Nd同位素特征

　　本研究为顺次部分熔融作用增加了又一实例，并且系统阐述了顺次部分熔融作用过程中熔体的结晶年龄、元素和同位素地球化学特征的系统变化。本文用新的视角解释了同一地区花岗岩中元素和同位素发生的系统变化，为检验喜马拉雅构造演化与深熔作用的耦合关系提供了关键数据约束，为理解喜马拉雅造山带的构造演化过程提供了新的时间坐标。

　　该成果得到第二次青藏高原科学考察项目(2019QZKK0702)、国家自然科学基金项目（41873023, 92055202）、国家重点研发计划（2021YFC2901901）和中国地质调查局地质调查项目（DD20221817, 20221630）的联合资助。成果发表于国际地学期刊Chemical Geology上: Li-E Gao, Lingsen Zeng, Linghao Zhao, Lilong Yan. 2023. Sequential melting of deep crustal source rocks in a rift system: An example from southern Tibet. Chemical Geology, 618: 121295

　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2022.121295