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研究成果
范晶晶等-Gcubed: B-Mo同位素揭示源区控制的花岗岩组分多样性
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发布时间:2023-06-11
喜马拉雅新生代花岗岩的岩石成因是理解喜马拉雅造山带演化的关键。然而,这些花岗岩是否能代表原生熔体尚不清楚,且其岩浆源区的性质也存在较大争议。放射性成因同位素(如Sr-Nd同位素等)已被广泛用于识别岩浆源区以及岩浆侵位过程中可能混染的组分,但这些数据可能存在多解性。近年来研究表明,一些稳定同位素体系(如B和Mo等)在揭示花岗岩的源区组成及岩浆产生、演化过程等方面具有较大的潜力。
针对上述科学问题,中国科学院广州地球化学研究所的博士后范晶晶、王强研究员与张修政副研究员等人合作,选择对东特提斯喜马拉雅雅拉香波穹隆新生代花岗岩(图1)进行B-Mo同位素研究。这些花岗岩可主要划分为低硅(SiO2 < 70 wt.%)和高硅(SiO2 > 70 wt.%)两类,形成时代包括中始新世、早渐新世和中新世,整体上相比典型喜马拉雅淡色花岗岩具有较富Na特征,部分具有高Sr/Y特征,且两类花岗岩具有相似的Sr-Nd同位素组成。本次研究主要取得了以下进展:
1. 低硅花岗岩和高硅花岗岩具有明显不同的B同位素组成(图2),分别为-10.6‰ ~ -6.89‰ 和 -19.4‰ ~ -11.4‰,表明两者具有不同的源区组成。低硅花岗岩的B同位素组成相比喜马拉雅变沉积岩和淡色花岗岩偏重,结合其不富集的Sr-Nd同位素及埃达克质地球化学特征,我们认为低硅花岗岩主要形成于下地壳变基性岩的部分熔融。高硅花岗岩与喜马拉雅变沉积岩的B同位素变化范围相近,但其与低硅花岗岩相似的Sr-Nd同位素比值表明高硅花岗岩的源区组成可能主要为含有相对不富集组分的变沉积岩(朗杰学群);
2. 高硅花岗岩的δ11B与K2O、Rb、Zr和Rb/Sr呈负相关,与Sr/Y和δ98/95Mo 呈正相关(图2) ,反映了变泥质岩熔融过程中外部变质流体的参与(图3),因为变质流体相对原岩很可能富集重的B-Mo同位素组成,而且流体参与的地壳深熔通常会导致熔融温度降低,并促进长石分解。
上述工作表明喜马拉雅新生代花岗岩组分多样性主要受源区控制,可为研究大型造山带演化过程中的物理和地球化学响应提供线索。
图1 喜马拉雅造山带地质及采样位置图
图2 雅拉香波穹隆新生代低硅及高硅花岗岩B-Mo同位素特征
图3 雅拉香波穹隆新生代高硅花岗岩源区流体参与B同位素模拟
本研究成果近期发表在地学著名期刊G-cubed上。本项研究受到国家自然科学基金(42021002)和青藏高原第二次科考(2019QZKK0702)等项目的联合资助。
论文信息:Fan, J.J. (范晶晶), Wang, Q.* (王强), Wei, G.J. (韦刚健), Li, J.(李杰), Ma, L. (马林), Zhang, X.Z.* (张修政), Jiang, Z.Q. (姜子琪), Ma, J.L. (马金龙), Zhou, J.S. (周金胜), Li, Q.W. (李奇维), Wang, Z.L. (王子龙), Liu, X. (刘潇), Huang, T.Y. (黄彤宇), Zhang, M.Y. (张妙燕), 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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