地質地球所西藏蛇綠巖研究揭示特提斯洋演化歷史

　　新特提斯洋是中生代以來位于南半球岡瓦納大陸和北半球歐亞大陸之間的古海洋，它的構造演化直接塑造了現今洋陸格局，因此一直是地質學關注的重要問題。新特提斯洋的演化存在諸多爭議，關鍵一點在于其大洋巖石圈是否保存于現今大陸之上，這也直接限制了人們對特提斯基本問題的理解，如新特提斯洋的打開和俯沖時代、俯沖機制、地幔性質和洋殼結構等。西藏南部雅魯藏布江蛇綠巖被廣泛看作構造就位于印度大陸之上的新特提斯洋巖石圈殘片，但它能否代表“真正的”大洋中脊巖石圈依然存在極大的爭議。因此，對雅江蛇綠巖構造屬性和成因的深入研究將是重建新特提斯洋演化歷史的關鍵。

　　針對這一問題，中國科學院地質與地球物理研究所巖石圈演化國家重點實驗室博士后劉通，與中科院院士吳福元、研究員劉傳周及其合作者，對雅江縫合帶大竹區蛇綠巖的地幔橄欖巖開展了詳細的巖石學和地球化學研究，深入討論并厘定了大竹區地幔橄欖巖的構造屬性，結果顯示：

　　（1）大竹區橄欖巖普遍具有較低的尖晶石Cr#值，與現今大洋中脊深海橄欖巖類似，僅有少數被熔體強烈交代的樣品的尖晶石Cr#值高于0.6。

　　（2）單斜輝石微量元素模擬表明大竹區橄欖巖在抬升至尖晶石相穩定域之前已經歷了0-6%的橄欖石相部分熔融（圖1），暗示其初始熔融深度（>85 km）明顯大于弧前橄欖巖的來源深度（<80 km）。

　　（3）大竹區橄欖巖具有與深海橄欖巖類似的Re-Os同位素和強親鐵元素（HSE）組成（圖2，圖3），區別于大陸地幔和弧下地幔。這些特征一致表明大竹區地幔橄欖巖具有大洋橄欖巖的屬性，代表了新特提斯大洋中脊深海橄欖巖。

　　該項研究的科學意義在于：

　　（1）建立了厘定地幔橄欖巖構造屬性的若干指標，為研究地幔性質提供參考。

　　（2）明確提出新特提斯大洋中脊巖石圈可有效保存于現今大陸之上，而并非前人認為的全部俯沖消亡。

　　（3）間接否定了雅江蛇綠巖的俯沖帶SSZ成因，從蛇綠巖的角度證明新特提斯洋內初始俯沖并無根據。

　　研究成果發表于Contributions to Mineralogy and Petrology。(Liu T, Wu F Y, Liu C Z, et al. Reconsideration of Neo-Tethys evolution constrained from the nature of the Dazhuqu ophiolitic mantle, southern Tibet[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 2019, 174: 23. DOI: 10.1007/s00410-019-1557-7)。

圖1 大竹區地幔橄欖巖單斜輝石微量元素模擬結果（14DZQ78和14DZQ80受熔體強烈交代，其尖晶石Cr#值大于0.6）

圖2 大竹區地幔橄欖巖Re-Os同位素組成

圖3 大竹區地幔橄欖巖強親鐵元素組成