西藏雅鲁藏布江蛇绿岩中罗丁岩的岩石成因及其对新特提斯洋演化的启示

针对雅鲁藏布江缝合带（YZSZ）蛇绿岩中罗丁岩的构造背景、原岩性质及流体来源争议，中国研究人员通过岩石学、矿物化学、全岩地球化学及相平衡模拟，揭示其形成于洋中脊（MOR）环境，后经俯冲带（SSZ）改造，为新特提斯洋从扩张脊向初始俯冲系统转变提供了关键证据。成果发表于《Journal of Asian Earth Sciences》。

　　

论文解读

研究背景

新特提斯洋的闭合过程是理解青藏高原形成的关键，而雅鲁藏布江缝合带（YZSZ）的蛇绿岩作为其残余，长期存在“洋中脊（MOR）”与“俯冲带（SSZ）”成因之争。罗丁岩——这些体积虽小却富含钙铝硅酸盐的岩石，如同地质“时间胶囊”，记录了蛇绿岩与流体的相互作用历史。然而，其原岩性质、形成条件及构造背景一直众说纷纭：是洋中脊的产物，还是俯冲带的见证？西藏日喀则蛇绿岩中的罗丁岩，为破解这一谜题提供了新线索。

研究方法与技术

研究团队综合运用了以下技术：

1. 岩石学与矿物化学分析：通过电子探针（EMPA）测定矿物成分（如高Mg^#
   值[73–87]的残余单斜辉石）；
2. 全岩地球化学：包括主量、微量元素及Sr-Nd同位素（⁸⁷
   Sr/⁸⁶
   Sr=0.7036–0.7054，ε_Nd
   (t
   )=7.3–8.6）；
3. 相平衡模拟：限定罗丁岩形成条件为低温低压（<4 kbar，200–290°C）；
4. 区域地质对比：结合YZSZ蛇绿岩中MORB型与SSZ型岩石的分布特征。

研究结果

1. 岩石学特征

• 分类与矿物组合：罗丁岩分为IA型（块状构造）和IB型（残余辉长结构），均含预纤石、绿泥石、石榴石及次透辉石，反映预纤石-绿纤石相至亚绿片岩相变质条件。
• 残余矿物：IB型中保留的振荡环带单斜辉石（MgO>87）指示其原岩为MOR型辉长岩。

2. 地球化学证据

• 同位素特征：低⁸⁷
  Sr/⁸⁶
  Sr与高ε_Nd
  (t
  )值支持原岩为亏损地幔来源，与蛇纹石化流体（来自橄榄岩）相互作用。
• 相平衡模拟：形成温度200–290°C，压力<4 kbar，符合海底蚀变环境。

3. 构造意义

• 两阶段演化：罗丁岩原岩形成于MOR环境，后随新特提斯洋脊向初始俯冲系统转化，经历SSZ改造。
• 区域对比：YZSZ蛇绿岩中MORB型变质底辟与SSZ型岩浆岩共存，支持“洋脊-俯冲过渡”模型。

结论与意义

该研究首次通过相平衡模拟限定了西藏罗丁岩的低温低压成因，并揭示其原岩为MOR型辉长岩，经蛇纹石化流体改造。这一发现为雅鲁藏布江蛇绿岩的“洋脊起源-俯冲改造”双阶段模型提供了直接证据，深化了对新特提斯洋从扩张到俯冲转换过程的理解。此外，罗丁岩作为流体活动的“示踪剂”，为全球蛇绿岩中元素循环与构造演化研究提供了新范式。