西藏雅鲁藏布江缝合带卢曲蛇绿岩中基性-中性岩石的岩石成因及其对新特提斯洋演化的启示

本研究针对雅鲁藏布江缝合带(YTSZ)蛇绿岩的岩石成因争议，通过卢曲段地壳序列中辉绿岩、玄武岩及淡色辉长岩的地球化学与年代学分析，揭示其源自亏损地幔与富集组分的混合源区，并提出超慢速扩张背景下流体-岩石相互作用的关键机制，为重建新特提斯洋岩石圈演化提供了新证据。

　　

在地球演化的宏大叙事中，新特提斯洋的消亡与青藏高原的崛起一直是地质学家孜孜以求的科学谜题。这条中生代宽度超过4000公里的古大洋，随着印度板块与欧亚板块的碰撞而消失，仅在其缝合带——雅鲁藏布江缝合带(Yarlung-Tsangpo Suture Zone, YTSZ)中留下蛇绿岩残片作为"海洋化石"。这些蛇绿岩被普遍认为是白垩纪新特提斯洋岩石圈的遗迹，但其形成背景却长期存在争议：究竟是弧前伸展、弧后扩张还是超慢速扩张脊的产物？更令人困惑的是，同一套岩石组合中既存在亏损地幔特征的辉绿岩，又出现富集同位素特征的淡色辉长岩，这种"水火交融"的现象如何解释？

中国科学院地质与地球物理研究所的Chang Zhang团队选择YTSZ中段卢曲蛇绿岩剖面为研究对象，聚焦其完整保存的地壳序列——包括辉绿岩脉、岩床复合体、块状-枕状熔岩及罕见的淡色辉长岩侵入体。通过系统的岩石学、地球化学和年代学分析，研究者发现：辉绿岩与玄武岩呈现平坦至轻度亏损的轻稀土元素(LREE)模式，符合亏损地幔源区特征；而淡色辉长岩则显示出独特的同位素"混血"特征——非放射成因Sr-Hf与富集Nd的组合。高精度年代学数据显示，淡色辉长岩结晶年龄(132-125 Ma)与辉绿岩(~125 Ma)及YTSZ其他地壳序列(134-120 Ma)重叠，证实它们形成于同一期岩浆事件。矿物学证据更揭示淡色辉长岩含高镁值(Mg#)单斜辉石、高钙长石(An)斜长石和角闪石，暗示其母岩浆具有含水特性。

为揭示这些现象背后的动力学过程，研究者采用锆石U-Pb定年、全岩主微量元素分析、矿物电子探针(EPMA)及Sr-Nd-Hf同位素测试等技术。特别值得注意的是，团队对来自卢曲剖面北部地壳序列的20件样品进行了系统采样，涵盖不同岩相带以控制空间变异。

研究结果显示：

1. 岩石学特征：辉绿岩以岩脉形式穿插蛇纹石化橄榄岩，淡色辉长岩则呈脉状侵入辉绿岩中，二者接触带可见冷凝边结构。
2. 地球化学指纹：辉绿岩/玄武岩具有典型的N-MORB(正常洋中脊玄武岩)特征，而淡色辉长岩的Eu正异常与低重稀土(HREE)暗示其源自基性下地壳部分熔融。
3. 同位素示踪：淡色辉长岩的ε_Nd
   (t)值(-1.5至+3.2)显著低于同期辉绿岩(+6.5至+8.3)，揭示古老富集组分的加入。
4. 构造模型：超慢速扩张背景下，拆离断层促进海水渗透，流体交代作用降低辉长岩固相线温度，诱发含水熔体与地幔熔体的混合。

结论与意义：
该研究首次在YTSZ蛇绿岩中识别出两种不同源区的岩浆产物共存现象：辉绿岩代表亏损地幔熔体，而淡色辉长岩则记录了下地壳辉长岩在流体参与下的重熔过程。这一发现为"多阶段演化模型"提供了关键证据——新特提斯洋岩石圈可能先在洋中脊(MOR)环境形成，后经俯冲带(SSZ)流体改造。更重要的是，研究揭示了超慢速扩张系统中流体-岩石相互作用的独特机制：拆离断层作为"流体高速公路"，将海水引入深部地壳，显著改变岩浆演化路径。这些认识不仅为理解古大洋岩石圈演化提供了新范式，也为现代大洋核杂岩(OCCs)的形成机制提供了地质类比。论文发表于《Journal of Asian Earth Sciences》，被审稿人评价为"蛇绿岩研究领域的重要突破"。