巴吉拉蒂河谷（西北喜马拉雅地区）高喜马拉雅结晶岩中蓝晶石带混合岩中白粒体的起源

《Journal of Asian Earth Sciences》：Origin of leucosomes in a Kyanite-Zone migmatite of the higher Himalayan Crystallines, Bhagirathi Valley (NW Himalaya)

本研究通过综合地质调查、薄片学、地球化学及同位素分析，揭示了喜马拉雅造山带Bhagirathi河谷高等级结晶岩中L-1和L-2层成因。发现L-1为外来角闪石花岗岩脉，L-2为原地部分熔融体；变质峰期条件为720-740°C、1.0 GPa，显示水合熔融；同位素分析证实L-1同化围岩，L-2具原地熔融特征，并识别出35Ma和21Ma两次变质事件

　　在地球科学领域，研究大陆碰撞带中地壳部分熔融的机制是理解地壳演化过程的重要课题。本文探讨了印度喜马拉雅山脉中 Bhagirathi Valley 地区的 Higher Himalaya Crystallines（HHC）中两个不同类型的白片层（L-1 和 L-2）的形成机制及其与地壳熔融的关系。通过现场观察、岩石学、全岩地球化学、锆石和独居石年代学以及氧同位素分析，研究人员试图揭示这些白片层的来源、熔融过程的时间特征及其对地壳化学和热结构的影响。

在喜马拉雅山脉的构造演化过程中，地壳部分熔融是由于大陆碰撞导致的复杂地质作用。这种熔融现象通常发生在高压高温条件下，主要由地壳缩短、变形、放射性衰变以及水合流体的生成等因素共同驱动。熔融产生的岩浆具有高度流动性，能够迁移并改变周围岩石的热力学和化学环境。这种现象在地壳中形成不均匀的结构，例如含有熔体成分的白片层（leucosome）和残留物（melanosome）。白片层通常由熔融产生的富含石英、钾长石和白云母的矿物组成，而残留物则由未熔融的矿物构成。这些结构的形成与地壳熔融的机制密切相关，是研究地壳演化的重要线索。

在 HHC 区域，研究团队发现两个显著的白片层（L-1 和 L-2）。L-1 层主要由含电气石的白片麻岩（TBL）构成，这些白片麻岩沿着伸展剪切带渗透形成。L-2 层则代表了原岩部分熔融过程中形成的原位白片层，其形成可能与原岩中矿物的分解有关。通过对现场证据和岩石学特征的分析，研究人员确定了这两个白片层的形成条件和时间。L-1 层的形成可能与较深的地壳熔融过程有关，而 L-2 层则可能与较浅的熔融作用相关。此外，L-2 层中记录的高氧同位素值（δ1?O）表明，这些白片层的形成可能与原岩的水合矿物分解有关，而非封闭系统中的脱水熔融。

通过研究这些白片层的矿物组成和化学特征，研究人员发现熔融过程的化学性质与原岩的化学组成密切相关。例如，原岩中钠钾比（Na/K）和铝硅比（Al/Si）的差异可能影响熔体的化学组成，导致不同类型的熔体（如透长岩质熔体或花岗质熔体）的形成。这种化学变化不仅反映了熔融过程的复杂性，也揭示了地壳物质在不同地质条件下如何演化。此外，氧同位素分析为研究熔融过程中水的来源提供了重要线索。例如，L-1 层中氧同位素值的变化表明，熔体可能在形成过程中吸收了周围岩石的成分，这可能是由于水合流体的侵入或原岩中矿物的分解所致。

在 HHC 区域，地壳熔融的条件和时间对理解整个喜马拉雅山脉的构造演化至关重要。研究团队通过锆石和独居石的年代学分析，确定了两个主要的变质事件。第一个事件发生在约 35 百万年前，可能代表了地壳熔融过程的早期阶段，而第二个事件发生在约 21 百万年前，可能与伸展构造活动有关，导致熔体的迁移和侵入。这些时间信息为研究地壳熔融的动态过程提供了关键的地质证据。同时，氧同位素值的变化进一步支持了熔融过程中外部流体的参与，这表明熔融可能不仅发生在原岩内部，还受到外部水合流体的影响。

此外，研究团队还发现，HHC 区域的变质条件在西北部与其他地区有所不同。例如，西北部地区的峰值压力温度（P–T）条件较低，且缺乏某些典型的矿物组合，如正辉石。这表明，西北部地区的地壳熔融可能受到不同的地质条件影响，例如流体来源、原岩组成或构造活动的差异。这些发现为理解喜马拉雅山脉不同区域的地壳演化提供了新的视角，并强调了研究区域特异性的重要性。

通过对 L-1 和 L-2 层的详细分析，研究人员进一步探讨了外部流体在地壳熔融中的作用。在某些情况下，外部流体的侵入可能显著促进熔融过程，而内部水合矿物的分解可能在其他情况下发挥主导作用。这种多样性表明，地壳熔融的机制并非单一，而是受到多种因素的综合影响。因此，研究不同区域的地壳熔融过程有助于揭示整个地壳演化模式的复杂性。

研究团队还指出，HHC 区域的白片层可能与地壳熔融的多阶段过程有关。例如，L-1 层的形成可能发生在较深的地壳层次，而 L-2 层则可能与较浅的地壳层次相关。这种多阶段的熔融过程可能反映了地壳在不同时间尺度上的演化，包括构造活动的阶段性变化和流体来源的动态调整。同时，白片层的化学特征也表明，地壳熔融的产物可能在不同阶段具有不同的化学组成，这与原岩的化学组成和熔融条件密切相关。

总之，本文的研究结果表明，HHC 区域的地壳熔融过程受到多种因素的共同影响，包括原岩的化学组成、流体的来源以及构造活动的强度和时间。通过对 L-1 和 L-2 层的详细分析，研究人员揭示了这些白片层的形成机制及其对地壳化学和热结构的影响。这些发现不仅有助于理解喜马拉雅山脉的构造演化，也为研究其他大陆碰撞带的地壳熔融过程提供了重要的参考。未来的研究可以进一步探讨不同区域地壳熔融的差异性及其对全球地壳演化模式的影响。