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在印度-欧亚大陆碰撞后，青藏高原及其周缘地区广泛发育幔源碱性岩浆作用。这些晚古近纪-第四纪的碱性岩浆岩往往沿着区域大型走滑断裂系统分布，被认为与高原侧向生长和构造块体挤出有关。这一密切的空间关系为揭示高原岩石圈深部物质组成、探索高原侧向生长的深部动力学机制提供了重要视角。然而，青藏高原岩石圈因印度-欧亚大陆的持续汇聚而显著加厚，不可避免的岩石圈地幔和地壳物质的同化混染增加了反演原始岩浆成分的难度。且前人对青藏高原周缘地区碱性岩浆作用与区域走滑活动间的时间关系有很大的争议。
图1：青藏高原周缘地区构造和碰撞后岩浆作用时空分布特征针对上述问题，中国地质大学（北京）“大陆汇聚与青藏高原隆升”求真研究群体车悦博士在其导师刘栋副教授、赵志丹教授以及合作者的指导下选择位于青藏高原东北缘西秦岭造山带的中新世碱性玄武质岩浆（图1）为突破口，对其开展系统的Ar-Ar定年、全岩主微量元素和Sr-Nd-Pb-Mg同位素分析以及单矿物原位Sr同位素测试，研究取得如下认识：（1）结合岩石薄片中观察到的橄榄石与单斜辉石斑晶，全岩MgO与CaO的正相关以及与Al2O3的负相关关系都说明了碱性玄武质岩浆经历了橄榄石与单斜辉石的分离结晶，而较高的MgO、Cr、Ni含量则暗示着分离结晶的程度较低；（2）全岩高Nb/U和Ce/Pb比值、亏损的Sr-Nd同位素（图2）、以及全岩与单斜辉石Sr同位素的一致性都说明在碱性玄武质岩浆上升过程中大陆地壳的同化混染作用可以忽略不计；图2：西秦岭碱性玄武岩和地幔包体的Sr-Nd-Pb-Mg同位素组成（3）碱性玄武岩与代表岩石圈地幔组分的地幔橄榄岩包体间Mg同位素比值的差异（图2），以及较深的起源深度都证明了其起源于软流圈地幔；（4）碱性玄武岩具有较高的CaO/Al2O3、较低的Hf/Sm和Ti/Eu比值，且具有显著轻于正常地幔的Mg同位素组成（图2），且其δ26Mg值与Hf/Sm呈正相关关系。这些与碳酸岩相似的地球化学印记表明其地幔源区经历过含碳酸盐洋壳沉积物的俯冲交代作用；（5）基质及斜长石的Ar-Ar定年结果显示西秦岭碱性玄武岩喷发时间为11.8-11.3 Ma，与昆仑走滑断裂带活动同期。青藏高原东北缘及东南缘的碱性岩石都与区域走滑断裂系统有密切的时空联系（图1）；（6）综合高原周缘碰撞后岩浆作用时空分布特征，提出印度-欧亚大陆持续汇聚激活了高原内部和周缘地区先存的薄弱的古缝合带，不仅造成构造块体侧向挤出，还为富含挥发分的幔源碱性岩浆的形成、侵位和喷发提供了减压环境与上升通道（图3）。![]()
该研究基于青藏高原东北缘的碱性玄武岩的全岩地球化学及典型矿物的原位微区分析，精确厘定了西秦岭碱性玄武岩的形成时代、阐明了其岩石成因与源区特征、深入刻画了古特提斯洋含碳酸盐沉积物的洋壳俯冲对青藏高原深部地幔的交代改造过程。取得的成果对于幔源碱性岩浆岩的成因解析、地幔碳酸盐交代作用和深部碳循环过程的示踪、通过构造-岩浆作用探讨高原侧向生长过程中伴随的深部动力学过程等科学问题都有重要的参考意义。上述成果发表在国际地学刊物《Geochemistry, Geophysics,
Geosystems》上：Che, Y., Liu, D.*, Zhao, Z., Niu,
Y., Teng, F.‐Z., DePaolo, D. J., Yu, X., Zhu, D.-C., Qi, N., Mo, X., (2024).
Miocene alkaline basaltic magmatism in northeastern Tibetan Plateau:
Implications for mantle evolution and plateau outward growth. Geochemistry,
Geophysics, Geosystems, 25, e2024GC011601. 全文链接：https://doi.org/10.1029/2024GC011601
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