我会第四期“青托”人才高彭，在《Geological Society of America Bulletin》上发文，报道了他们对喜马拉雅造山带新生代的高温岩浆作用的最新研究成果。 

　　碰撞造山带中的花岗质岩浆作用对于揭示造山作用过程中的物质响应、物理化学条件变化和动力学机制转变具有重要意义。虽然花岗岩在源区性质和成岩温度上都存在差异，但是岩浆形成的温压条件是造山带地球动力学演化的一个重要反映。喜马拉雅造山带内广泛发育新生代花岗岩，是这一碰撞造山带在碰撞后阶段形成的岩浆作用产物(图1)。前人对岩浆作用峰期产物——中新世淡色花岗岩进行了大量岩石地球化学研究，认为这些中新世淡色花岗岩是变沉积岩在相对较低温度条件下(<800 ℃)部分熔融产生的，而地壳熔融的主要热量来源是碰撞加厚地壳内部累积的放射成因热和构造作用的剪切热。然而，该研究结论值得商榷：地壳熔融温度主要有两种方法得到，一方面是实验岩石学间接推测的结果，另一种方法是副矿物温度计计算结果，通常认为该结果代表高估值，如果扣除残留锆石的影响，大部分花岗岩的锆石饱和温度要低于实验岩石学认为的变泥质岩最低固相线温度；地壳岩石的深熔变质作用可发生在>800 ℃的条件下，然而，目前为止尚无确凿的证据证实喜马拉雅造山带存在高温(>800 ℃)花岗岩。   

图1 喜马拉雅造山带新生代花岗岩分布图 

　　基于以上问题，中国科学技术大学郑永飞院士团队高彭博士选择喜马拉雅造山带东部雅拉香波穹隆内的花岗岩岩脉作为研究对象(图2)，利用XR HR-ICPMS对锆石进行高精度Ti含量分析，在相平衡计算获得岩浆结晶过程中的TiO2活度(aTiO2)和SiO2活度(aSiO2)的基础之上，通过锆石Ti温度计获得岩浆温度，再结合相平衡计算进行正向模拟，取得以下认识。 　

　　图2 雅拉香波地区地质简图 

　　这套结晶于约17 Ma的花岗岩，其锆石所含Ti含量为2.33～20.0 ppm，根据锆石Ti温度计，在未做活度校正时，锆石结晶时的岩浆温度为625～815 ℃。基于岩浆结晶压力、初始水含量、氧逸度等假定，计算可得岩浆结晶过程中体系aSiO2和aTiO2随岩浆温度的变化，根据迭代法可计算得到活度校正后的锆石Ti温度值为644～855 ℃。选择变沉积岩作为初始物质，利用Rcrust进行正向模拟计算，结果显示：在熔融温度约850 ℃、压力为6～10 kbar时，模拟熔体与花岗岩之间的主量元素组成吻合得最好。 

　　值得一提的是，绝大部分锆石Ti温度值高于样品的锆石饱和温度(679～716 ℃)，这或许暗示残留锆石在溶解过程中存在动力学因素，即熔体提取过程太快，使得源区熔融过程中残留锆石与熔体之间未达到溶解平衡，熔体虽携带了残留锆石，但仍处于Zr不饱和状态。最终发现，花岗岩记录的最高岩浆温度约为850 ℃，并据此提出新的解释：喜马拉雅造山带在中新世时期岩石圈地幔发生了减薄，使得下伏软流圈地幔沿着减薄的造山带上涌，导致加厚地壳处于高的热梯度下(26～40 ℃/km)，从而引起部分熔融产生大规模的花岗质岩浆作用(图3)。因此，在中新世时期喜马拉雅？冈底斯大陆碰撞带已经处于拉张而不是挤压环境，这对印度与亚洲大陆之间自古新世以来一直处于俯冲/碰撞这个经典假说提出了挑战。 

　　图片(A)印度大陆板块的断离；(B)印度大陆板块的回卷；(C)印度大陆板块的撕裂；(D)造山带岩石圈地幔的部分减薄 

　　图3 喜马拉雅-冈底斯造山带中新世时期岩浆作用的几种构造模式图

　　这项研究受第四届中国科协青年人才托举工程项目资助。第一作者高彭此前为中国科学技术大学特任副研究员，现为中山大学地球科学与工程学院副教授。他主要从事花岗岩地球化学研究，以地球化学和相平衡计算为基础，致力于以汇聚板块边缘花岗岩为岩石探针理解造山作用过程。2018年，高彭博士受我会推荐获得“青年人才托举工程”计划资助。中国科协青年人才托举工程项目，重点支持32岁以下的青年科技人才自主进行科研，为他们潜心研究提供更有力的保障，激励青年科技人才树立科学精神、培养创新思维、挖掘创新潜能、提高创新能力，在继承前人的基础上不断超越。 　　  

　　论文信息：Gao, P.*, Zheng, Y.-F., Mayne, M.J., Zhao, Z.F., 2021. Miocene high-temperature leucogranite magmatism in the Himalayan orogen. Geological Society of America Bulletin, 133: 679-690. https://doi.org/10.1130/B35691.1 

（高彭 供稿）