青藏高原北部地殼熔融流動與高原生長的巖石學證據

　　近幾十年來，青藏高原地球物理研究的一個重要進展就是發現高原中-下地殼15–50 km深處存在異常薄弱（低速高導）層。該地殼薄弱層通常被認為是地殼熔融的結果。然而，這種解釋卻存在激烈的爭論，特別是在地殼起源的巖漿巖非常稀少的青藏高原北部地區，該爭論更為激烈。

　　中國科學院廣州地球化學研究所王強研究員的小組最近詳細研究了靠近青藏高原北部——昆侖山南部布喀大坂-馬蘭山冰川出露區的含電氣石二云母和黑云母流紋巖，其地理位置接近2001年可可西里地震的震中心和破裂面，這些巖石形成于中新世-第四紀（9.0 – 1.5 Ma），地球化學上類似于青藏高原南部的喜馬拉雅淡色花崗巖（純的地殼熔體），如強過鋁質成分、高硅和明顯負的Eu、Ba和 Sr異常等。這些巖石與全球海洋沉積物和藏北元古代-三疊紀沉積巖有類似的Nd-Sr-Pb-Hf同位素組成。溫壓計算或估計表明，這些流紋巖由變質沉積巖在0.5–1.2 GPa（相當于地殼16.5–40 km深處）和740–863 oC條件下經白云母+黑云母脫水熔融形成。

　　該研究不僅揭示在青藏高原北部中下地殼中存在部分熔融層，而且限制地殼熔融從中新世持續到第四紀，從而從巖石學上證實了青藏高原北部中-下地殼深處的地殼薄弱層是地殼熔融的結果。該研究也在青藏高原北部厘定出一條沿昆侖山南部斷裂帶分布的東西向中新世-第四紀的地殼熔融巖漿巖帶，其巖石類型、特點類似于青藏高原南部高喜馬拉雅中新世淡色花崗巖。該巖漿巖帶的存在表明，深部地殼流動在高原生長中發揮了重要作用（如圖）：熔體弱化的中下地殼向北流動受到北部冷的柴達木地塊的阻擋，導致了地殼深部韌性膨脹、表面隆升作用和高原的北向生長；同時，熔體弱化的中下地殼向北流動也受到了西北部冷的塔里木地塊的阻擋，誘發地殼的向東流動，導致昆侖山南部斷裂帶的左旋走滑運動、地震的頻繁發生和高原的向東擴展。

　　該研究成果已在Journal of Petrology上發表：Crustal melting and flow beneath northern Tibet: Evidence from Mid-Miocene to Quaternary strongly peraluminous rhyolites in southern Kunlun Range. Journal of Petrology, 53(12), 2523-2566, doi: 10.1093/petrology/egs058.

　　圖 青藏高原北部邊緣的地殼流動及地殼巖漿作用、地殼增厚、地震和表面隆升模式圖