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范晶晶等-Gcubed: B-Mo同位素揭示源區控制的花崗巖組分多樣性

撰稿: 發(fā)布時(shí)間:2023-06-11

         喜馬拉雅新生代花崗巖的巖石成因是理解喜馬拉雅造山帶演化的關(guān)鍵。然而,這些花崗巖是否能代表原生熔體尚不清楚,且其巖漿源區的性質(zhì)也存在較大爭議。放射性成因同位素(如Sr-Nd同位素等)已被廣泛用于識別巖漿源區以及巖漿侵位過(guò)程中可能混染的組分,但這些數據可能存在多解性。近年來(lái)研究表明,一些穩定同位素體系(如B和Mo等)在揭示花崗巖的源區組成及巖漿產(chǎn)生、演化過(guò)程等方面具有較大的潛力。
         針對上述科學(xué)問(wèn)題,中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所的博士后范晶晶、王強研究員與張修政副研究員等人合作,選擇對東特提斯喜馬拉雅雅拉香波穹隆新生代花崗巖(圖1)進(jìn)行B-Mo同位素研究。這些花崗巖可主要劃分為低硅(SiO2 < 70 wt.%)和高硅(SiO2 > 70 wt.%)兩類(lèi),形成時(shí)代包括中始新世、早漸新世和中新世,整體上相比典型喜馬拉雅淡色花崗巖具有較富Na特征,部分具有高Sr/Y特征,且兩類(lèi)花崗巖具有相似的Sr-Nd同位素組成。本次研究主要取得了以下進(jìn)展:
         1. 低硅花崗巖和高硅花崗巖具有明顯不同的B同位素組成(圖2),分別為-10.6‰ ~ -6.89‰ 和 -19.4‰ ~ -11.4‰,表明兩者具有不同的源區組成。低硅花崗巖的B同位素組成相比喜馬拉雅變沉積巖和淡色花崗巖偏重,結合其不富集的Sr-Nd同位素及埃達克質(zhì)地球化學(xué)特征,我們認為低硅花崗巖主要形成于下地殼變基性巖的部分熔融。高硅花崗巖與喜馬拉雅變沉積巖的B同位素變化范圍相近,但其與低硅花崗巖相似的Sr-Nd同位素比值表明高硅花崗巖的源區組成可能主要為含有相對不富集組分的變沉積巖(朗杰學(xué)群);
         2. 高硅花崗巖的δ11B與K2O、Rb、Zr和Rb/Sr呈負相關(guān),與Sr/Y和δ98/95Mo 呈正相關(guān)(圖2) ,反映了變泥質(zhì)巖熔融過(guò)程中外部變質(zhì)流體的參與(圖3),因為變質(zhì)流體相對原巖很可能富集重的B-Mo同位素組成,而且流體參與的地殼深熔通常會(huì )導致熔融溫度降低,并促進(jìn)長(cháng)石分解。
         上述工作表明喜馬拉雅新生代花崗巖組分多樣性主要受源區控制,可為研究大型造山帶演化過(guò)程中的物理和地球化學(xué)響應提供線(xiàn)索。
 
圖1 喜馬拉雅造山帶地質(zhì)及采樣位置圖
 
圖2 雅拉香波穹隆新生代低硅及高硅花崗巖B-Mo同位素特征
  
圖3 雅拉香波穹隆新生代高硅花崗巖源區流體參與B同位素模擬

         本研究成果近期發(fā)表在地學(xué)著(zhù)名期刊G-cubed上。本項研究受到國家自然科學(xué)基金(42021002)和青藏高原第二次科考(2019QZKK0702)等項目的聯(lián)合資助。
         論文信息:Fan, J.J. (范晶晶), Wang, Q.* (王強), Wei, G.J. (韋剛健), Li, J.(李杰), Ma, L. (馬林), Zhang, X.Z.* (張修政), Jiang, Z.Q. (姜子琪), Ma, J.L. (馬金龍), Zhou, J.S. (周金勝), Li, Q.W. (李奇維), Wang, Z.L. (王子龍), Liu, X. (劉瀟), Huang, T.Y. (黃彤宇), Zhang, M.Y. (張妙燕), 2023. Boron and molybdenum isotope evidence for source-controlled compositional diversity of Cenozoic granites in the eastern Tethyan Himalaya. Geochemistry, Geophysics, Geosystems,in press。

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