第七届青年地学论坛

大洋岩石圈的形成与消亡的过程与机制是板块构造研究中的关键科学问题，蛇绿岩作为古老大洋岩石圈残片，保留有洋盆不同阶段演化的记录，是研究这一科学问题的重要研究对象。班公湖-怒江蛇绿岩带位于青藏高原中部，它代表了中特提斯洋岩石圈的残片。班公湖-怒江蛇绿岩在成因及形成时代上的变化范围很大，而且目前依然存在很大争议，这也使得中特提斯洋盆的演化历史的认识较为不足。
本文选取了班公湖-怒江蛇绿岩带中段藏北湖区的蓬错蛇绿岩中的一套镁铁质-超镁铁质堆晶岩进行系统的锆石U-Pb年代学、全岩和矿物地球化学和单斜辉石Nd-Hf同位素分析。蓬错堆晶岩体主体岩性是纯橄岩、橄长岩、橄榄辉长岩、斜长岩，它被同期的橄长质伟晶岩脉侵入（无冷凝边）。橄长质伟晶岩脉的锆石U-Pb定年结果为187-188 Ma，表明堆晶岩体形成于早侏罗世。 矿物模式含量、岩相学观察以及全岩主量元素组成表明堆晶岩体结晶顺序为铬尖晶石-橄榄石-斜长石-单斜辉石，而且岩浆角闪石和斜方辉石是缺失的。这些特征表明蓬错堆晶岩的岩浆体系具备贫水、低压的特征。 堆晶岩中的单斜辉石具有高Mg#（=100*Mg/（Mg+Fe），介于89和94之间）、高Na、高Al和低Ca/Na比值的特征，这些特征区别于典型的弧前堆晶岩中的单斜辉石和弧前玄武岩单斜辉石斑晶的成分。铬尖晶石的Cr#（=100*Cr/（Cr+Al））与Mg#呈现负相关性，表明存在以橄榄石和斜长石为主的结晶分异过程。同时，铬尖晶石具有负的TiO₂-Al₂O₃相关性，与洋中脊堆晶岩一致。堆晶岩的全岩和单斜辉石微量元素分析表明其母岩浆具有高度亏损不相容元素的特征。平衡熔体稀土成分计算以及部分熔融模拟的结果表明蓬错堆晶岩的母岩浆只能通过亏损MORB地幔（DMM）二阶段的部分熔融过程形成。堆晶岩的单斜辉石Nd-Hf同位素组成呈现显著的解耦，其Nd同位素组成类似于OIB，而Hf同位素组成高度亏损，接近于最亏损的MORB。Nd-Hf同位素解耦现象表明蓬错堆晶岩的源区是循环的古老、难熔地幔。
因此，蓬错堆晶岩体的母岩浆具有贫水、富镁、超亏损的特征，它形成于循环的古老、难熔地幔在贫水体系经历高程度熔融。而且蓬错堆晶岩的规模巨大（厚度可达1.5 km），这表明存在大规模的地幔熔融和岩浆活动事件。无论是俯冲带环境（SSZ）还是洋中脊（MOR）都无法解释蓬错堆晶岩体的成因。在洋底高原形成过程中伴随的大规模减压熔融以及地幔柱上涌导致的高的地幔潜能温度是形成蓬错堆晶岩体最可能的机制。
区域内，蓬错蛇绿岩中的喷出岩和均质辉长岩普遍是俯冲带（SSZ）成因，一类是161-166Ma弧前成因的高镁安山岩（闪长岩）和玻安岩，另一类是149-167Ma 岛弧拉斑玄武质特征的玄武岩-辉长岩。结合区域地质，本文提出“洋底高原-海沟碰撞-俯冲再起始”模型。在187-188 Ma，蓬错洋底高原形成，它在~175 Ma与羌塘南缘碰撞并被阻滞在了海沟位置，这一过程导致了161-166 Ma的俯冲再起始以及随后持续的俯冲带（SSZ）岩浆活动。
 

洋底高原,蛇绿岩,大洋下地壳,堆晶岩