李成、马林-Lithos: 新特提斯洋俯冲起始的新约束
明确新特提斯洋的俯冲起始时间是重建新特提斯洋演化历史的关键,但长期以来存在较大争议。早期基于对青藏高原南部冈底斯地区(南拉萨地块)弧岩浆岩以及雅鲁藏布蛇绿岩的研究认为新特提斯洋的俯冲始于早白垩世,但近年来随着在冈底斯地区发现越来越多的中-晚三叠世-早侏罗世弧岩浆岩(图1),使得对新特提斯洋俯冲起始的认识延伸至早中生代。然而,由于这些早中生代弧岩浆岩的形成可能受控于班公湖-怒江洋的南向俯冲或其弧特征可能继承自更早期交代残留的岩石圈地幔,因此关于青藏高原地区新特提斯洋俯冲起始时间仍有较大争议。
针对这一科学问题,中国科学院广州地球化学研究所博士生李成在马林研究员、但卫研究员、王强研究员和Andrew Kerr教授的指导下,对青藏高原南部冈底斯地区新识别出的晚三叠世阿扎黑云母花岗闪长岩(236 Ma)和昌果玄武岩(219 Ma)进行了系统的岩石学、年代学和地球化学研究。研究表明阿扎黑云母花岗闪长岩具有埃达克岩的地球化学成分特征,其高的Na2O (3.8-5.1 wt.%)、MgO (1.3-3.1 wt.%)含量和Mg# (46-58)值,相对低的Sr/Y (35.3-59)和(La/Yb)N (7.4-24.4)比值以及亏损的Nd同位素成分(6.1-6.7)相似于俯冲洋壳来源的埃达克岩,表明其可能来源于俯冲大洋地壳熔融。昌果玄武岩具有富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的弧岩浆岩特征,同样显示出亏损的Nd同位素成分(6.4-7.2),暗示其可能来源于被俯冲流体交代的亏损软流圈地幔。这两套岩浆岩的存在为新特提斯洋在中三叠世已开始俯冲提供了确凿的岩石学证据。此外,这些早中生代岩浆岩展现出从南向北逐渐富集的Nd-Hf同位素特征进一步证明它们的形成受控于新特提斯洋的北向俯冲而非班怒洋的南向俯冲(图2)。再者,中-晚三叠世(~240-210 Ma)岩浆岩相比于中二叠世(~262 Ma)岩浆岩具有更高的水含量和氧逸度,也表明新特提斯洋在中三叠世时期已经俯冲(图2)。
进一步的研究表明新特提斯洋的俯冲起始可能受松多洋闭合的驱动诱发。松多洋位于中拉萨地块与南拉萨地块之间,其闭合时间被限定在中三叠世(~240 Ma),与南拉萨地块最早的弧岩浆岩记录基本同期(图3)。因此,研究进一步将新特提斯洋的俯冲起始时间限制在中三叠世(~240 Ma),这早于此前报道的其他地区(如:伊朗,滇缅马苏)的新特提斯洋的俯冲起始时间,表明新特提斯洋的俯冲起始可能具有穿时性。
相关成果发表于国际地学知名期刊Lithos,研究受深地国家科技重大专项项目、国家自然科学基金 (42122022)、中国科学院战略重点研究计划(B) (XDB0840300)和国家重点研发计划(2024YFC2909903)资助。
论文信息:Li, C., Ma, L*., Andrew C. Kerr., Dan, W., Wang, Q., Yu, Z.W., Qiao, W., Pu, R., Yang, F., 2026. Petrogenesis of Late Triassic adakitic rocks and basalts from the southern Lhasa: Insights into subduction initiation of Neo-Tethys. Lithos 530-531, 108498. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2026.108498

图1 研究区地质图

图2 冈底斯早中生代岩浆岩Nd-Hf同位素与纬度图(a-b),冈底斯中二叠世-早侏罗世岩浆岩水含量和氧逸度图(c-d)

图3 中-南拉萨地块岩浆岩和变质岩年龄柱状图

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