大陸俯沖和相關(guān)物質(zhì)再循環(huán)是當前國際地質(zhì)研究的前沿和熱點領(lǐng)域之一。青藏高原是研究大陸俯沖和俯沖地殼物質(zhì)再循環(huán)的天然實驗室。西昆侖位于青藏高原西北緣。在該地區(qū)廣泛發(fā)育青藏高原最年輕的鉀質(zhì)-超鉀質(zhì)巖漿活動，并且在部分超鉀質(zhì)巖石中還存在珍貴的地幔捕虜體（圖1）。這些樣品無疑是認識大陸俯沖過程、巖石圈地幔富集機制和物質(zhì)循環(huán)的理想對象，但一直以來對它們的研究比較薄弱。
中國科學院廣州地球化學研究所博士后王健、唐功建研究員與王強研究員等人合作，對西昆侖晚中新世-第四紀（8.0-0.03 Ma）鉀質(zhì)巖及其地幔捕虜體進行了系統(tǒng)研究。研究發(fā)現(xiàn)：（1）鉀質(zhì)巖中橄欖石斑晶和巖漿鋯石都具有明顯高于正常地幔的氧同位素組成，表明源區(qū)有再循環(huán)地殼組分的加入。此外，地幔捕虜體中橄欖石通常具有正?；蚵愿哂谡５蒯５难跬凰靥卣?，并且從核到邊氧同位素值有增加趨勢，說明其氧同位素組成應(yīng)該是受到了高氧寄主巖漿的影響（圖2）；（2）鉀質(zhì)巖全巖和單斜輝石斑晶表現(xiàn)出相同且類似EM2端元的元素和Sr-Nd-Pb-Hf同位素特征。此外，熔巖中單斜輝石斑晶具有與地幔捕虜體中單斜輝石相似的島弧微量元素特征和富集的Sr同位素組成（圖3）。以上觀察表明西昆侖鉀質(zhì)巖起源于富集巖石圈地幔，并且受到的地殼混染較弱。
進一步結(jié)合地球物理資料和地球化學模擬，提出：（1）西昆侖鉀質(zhì)巖及其地幔捕虜體源區(qū)中的富集組分最有可能直接來自向北俯沖的印度大陸沉積物；（2）俯沖印度板塊釋放沉積物以底辟形式上升與上覆巖石圈地?；旌喜⑷廴谛纬筛烩泿r漿（圖4）；（3）大陸俯沖及沉積物快速再循環(huán)過程可能與西昆侖鉀質(zhì)巖漿的產(chǎn)生直接關(guān)聯(lián)，進一步揭示印度大陸至少在8.0 Ma前已經(jīng)俯沖至西昆侖地區(qū)之下的地幔中（圖5）；（4）我們推測大陸巖石圈地幔中存在大量再循環(huán)俯沖沉積物，為探究俯沖沉積物的命運和EM2端元成因提供了重要線索。
上述研究系統(tǒng)探討了西昆侖鉀質(zhì)巖及其地幔捕虜體的巖石成因，為認識大陸俯沖過程、巖石圈地幔富集機制和地殼物質(zhì)循環(huán)提供了新的見解。研究成果受到青藏高原第二次科考（2019QZKK0702）等項目的資助，并近期發(fā)表在礦物巖石學專業(yè)期刊《Journal of Petrology》和《Contributions to Mineralogy and Petrology》上。
論文信息：
Wang, J. (王健), Wang, Q. (王強), Ma, L (馬林)., Hu, W-L (胡萬龍)., Wang, J (王軍)., Belousova, E., and Tang, G.-J*. (唐功建), 2023, Rapid Recycling of Subducted Sediments in the Subcontinental Lithospheric Mantle: Journal of Petrology, egad056, https://doi.org/10.1093/petrology/egad056.
Tang, G.-J* (唐功建)., Wyman, D. A., Wang, Q (王強)., Ma, L (馬林)., Dan, W (但衛(wèi))., Yang, Y.-N (楊亞楠)., Liu, X.-J., and Chen, H.-Y., 2022, Links between continental subduction and generation of Cenozoic potassic–ultrapotassic rocks revealed by olivine oxygen isotopes: A case study from NW Tibet: Contributions to Mineralogy and Petrology, 177, 53, https://doi.org/10.1007/s00410-022-01920-x.
圖1：(a)中亞地質(zhì)圖；(b)穿過西昆侖的地球物理剖面資料；(c)西昆侖地質(zhì)圖，標注鉀質(zhì)巖及地幔捕虜體采樣點；(4)西昆侖地區(qū)分布的鉀質(zhì)巖年齡資料統(tǒng)計
圖2：西昆侖鉀質(zhì)巖及其地幔捕虜體中橄欖石組成特征
圖3：西昆侖鉀質(zhì)巖全巖及單斜輝石同位素特征，特征類似典型EM2端元
圖4：西昆侖鉀質(zhì)巖元素和同位素組成特征表明俯沖沉積物先與地幔端元混合后再發(fā)生熔融
圖5：提出的西昆侖鉀質(zhì)巖成因模式圖，俯沖印度大陸沉積物以底辟形式上升到巖石圈地幔底部后發(fā)生部分熔融
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