综述:西藏南部和喜马拉雅碰撞后侵入岩的起源与成因
《Earth-Science Reviews》:Origin and genesis of post-collisional intrusive rocks in South Tibet and Himalaya: A review
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时间:2025年11月01日
来源:Earth-Science Reviews 10
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本综述系统梳理了印度-亚洲碰撞后(约45 Ma以来)西藏高原和喜马拉雅造山带广泛发育的侵入岩时空分布规律与地球化学特征,通过对比雅鲁藏布江缝合带两侧(拉萨地体与喜马拉雅造山带)岩石组合差异,揭示了古老上地壳变沉积岩(喜马拉雅)与新生下地壳变镁铁质岩(拉萨)部分熔融的成因机制,并创新性提出岩石圈地幔折沉三阶段模型(45 Ma、45-25 Ma、25-8 Ma),为理解青藏高原碰撞后地球动力学演化提供统一框架。
印度板块与亚洲板块于55±10 Ma发生大陆碰撞后,青藏高原-喜马拉雅造山系在45 Ma以来进入碰撞后伸展阶段,发育大规模岩浆活动。雅鲁藏布江缝合带(IYS)作为南北构造单元的分界,其北侧拉萨地体以中生代岩浆岩为基底,南侧喜马拉雅造山带则显生宙沉积岩层广泛出露。尽管前人对局部区域岩浆岩已有深入研究,但缺乏对缝合带两侧岩浆岩成因联系的整体模型,亟需通过系统对比揭示深部地球动力学过程。
基于高精度锆石U-Pb定年数据,碰撞后侵入岩可划分为五类:喜马拉雅地区约45 Ma镁铁质-长英质岩体、45-25 Ma长英质岩体、25-8 Ma镁铁质/埃达克质/非埃达克质长英质岩体;拉萨地区45-25 Ma与25-8 Ma埃达克岩。其中25-8 Ma阶段为岩浆活动高峰期,空间上集中于东经84°以东,喜马拉雅带岩体更多分布于特提斯喜马拉雅单元。
喜马拉雅侵入岩以高SiO2(94%样品>70 wt%)、富铝过铝质、宽变幅Rb/Sr比值(25-8 Ma岩体 median=4.48)和显著负Eu异常(mean=0.69)为特征,Sr-Nd同位素指示其源区为古老上地壳变沉积岩。拉萨埃达克岩则主要表现为高钾钙碱性花岗闪长岩-花岗岩,具典型埃达克质标志(高Sr/Y、La/Yb,低Y、Yb),Eu/Eu*近于平衡(80%集中于0.73-1.03),Rb/Sr比值低且变化小(median=0.18),同位素组成与高原钾质-超钾质火山岩耦合,揭示其源于新生下地壳变镁铁质岩部分熔融并有地幔组分加入。
阶段I(约45 Ma):新特提斯洋壳断离引发软流圈上涌,加热岩石圈地幔与地壳,分别产生镁铁质岩与长英质岩。
阶段II(45-25 Ma):缝合带局部岩石圈折沉,导致喜马拉雅长英质地壳与拉萨镁铁质下地壳部分熔融,形成零散淡色花岗岩与埃达克岩。
阶段III(25-8 Ma):岩石圈大规模连续折沉,诱发软流圈大规模上涌,最终在缝合带两侧形成同步岩浆爆发。
该模型合理解释了缝合带两侧岩浆岩的时空耦合性与成因差异性,强调软流圈热输送对地壳熔融的关键控制作用。喜马拉雅淡色花岗岩与稀有金属成矿(如Li-Be-W-Sn-Nb-Ta)、拉萨埃达克岩与斑岩Cu-Mo矿床的成因关联,为高原碰撞后成矿作用研究提供深部过程约束。未来需结合地球物理探测与高温高压实验,进一步量化岩石圈-软流圈相互作用的热-物质交换效率。
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