孟元庫，袁昊岐，魏友卿，張書凱，劉金慶

山東科技大學 地球科學與工程學院 大陸動力學研究中心，青島 266590

弧型巖漿巖是了解板塊俯沖和碰撞最為理想的素材（Durkin et al., 2020）。與板內(nèi)巖漿不同的是，弧型巖漿具有自己獨特的地球化學信號和特征?，F(xiàn)有的理論研究揭示，弧型巖漿巖主要分為兩大類，即洋島型和大陸邊緣型。與洋島型相比，大陸弧型巖漿巖通常分布規(guī)模巨大，并且在地球化學上主要為中—高鈣堿性，并且?guī)r石類型通常較為復雜，除了花崗質(zhì)巖石外，還分布有少量超基性—基性雜巖體。而洋島型巖漿巖通常巖性組成較為單一，在地球化學上通常為富鈉而貧鉀，具有較低地La/Yb和Th/Yb比值（Condie, 1989），屬于中—低鈣堿性系列。與板內(nèi)巖漿相比，弧型巖漿巖最為典型的特征是富水，通常花崗質(zhì)巖石普遍含有角閃石和黑云母等富水礦物，而鎂鐵質(zhì)巖石通常以角閃輝長巖和角閃石巖為主，礦物組成上，長石主要以富鈣的拉長石和培長石為主，進一步表示了在弧巖漿形成的過程中，伴隨洋殼的俯沖，大量水的加入，導致PH2O壓力升高，降低了An-Ab二元系的液相線和固相線溫度，結(jié)晶出高An牌號的斜長石（Sisson and Grove, 1993）。因此，對弧型巖漿巖開展系統(tǒng)性的研究對理解板塊俯沖的起始時限和板塊俯沖方式具有非常重要的啟示意義。與世界上其他著名的大陸弧巖漿巖帶一樣（比如安第斯?。?，岡底斯島弧帶是了解新特提斯洋俯沖，大陸生長、再造和后期碰撞造山最為理想的天然場所（圖1）。因此，對岡底斯島弧帶持續(xù)和深入的研究必將推進青藏高原地質(zhì)學整體上的研究水平。印度—亞洲大陸的碰撞是地球上新生代早期最為壯觀的地質(zhì)事件（許志琴等，2007），兩大陸的碰撞形成了現(xiàn)今地球上最高、最厚和最新的高原—青藏高原（Kapp and DeCelles,2019）。青藏高原也被稱之為世界“第三極”，她的形成與演化一直是地學界研究的熱點，雖已持續(xù)百余年，然而時至今日研究熱度依然不減。第二次青藏高原綜合科學考察研究的啟動將青藏高原的地學研究又推到了一個新的高潮。大量的研究揭示，青藏高原之前并不是一個完整的大陸地塊，而是由眾多微陸塊自顯生宙以來經(jīng)過長期的拼貼、碰撞而形成的復合型大陸塊體（Kapp and DeCelles,2019）。因此，青藏高原也被稱之為造山的高原（許志琴等，2007）。青藏高原從南到北主要由喜馬拉雅地體、拉薩地體、羌塘地體、松潘甘孜地體和昆侖—柴達木地體組成（圖1）（Yin and Harrison,2000）。

圖1 青藏高原大地構(gòu)造簡圖（據(jù)Yin and Harrison, 2000）Fig. 1 Sketch showing the tectonic configuration of the Tibetan plateau (after Yin and Harrison, 2000)

拉薩地體位于青藏高原腹地，夾持于印度河—雅魯藏布江縫合帶（IYZSZ）和班公湖—怒江縫合 帶之 間（BNSZ）（Yin and Harrison, 2000）（ 圖1），它記錄和保留了新—中—古特提斯洋演化和印度—歐亞板塊以及拉薩—羌塘地體碰撞的關(guān)鍵信息，是研究和了解板塊構(gòu)造理論最為理想的天然實驗室。研究發(fā)現(xiàn)，拉薩地體具有特殊的巖石地球化學特征以及大地構(gòu)造屬性（Hou et al., 2015; 張澤明等，2018, 2019），特別是松多榴輝巖的發(fā)現(xiàn)暗示了拉薩地體可能不是一個構(gòu)造單一的陸塊（Yang et al., 2009; 馬緒宣等，2021），很可能是一個經(jīng)歷了多期次構(gòu)造演化的復合拼貼地體。根據(jù)區(qū)域性斷裂、巖石組合以及超高壓巖石的分布特征，拉薩地體由南向北可以分為三個性質(zhì)不同的亞陸塊（sub-terrane），即南拉薩地體、中拉薩地體和北拉薩地體（Zhu et al., 2011a）。三個亞陸塊從南向北分別被洛巴堆—米拉山斷裂（LMF）和獅泉河—納木錯蛇綠混雜巖帶分隔（SNMZ）（圖2）。然而最新的研究顯示，拉薩地體的巖漿巖具有特殊的鋯石Hf同位素分布特征。按照該構(gòu)造單元劃分，中拉薩和北拉薩地體東段地區(qū)火成巖中鋯石以富集的Hf同位素組成為主（εHf(t)＜0），暗示了其來源于古老地殼物質(zhì)的再循環(huán)；而南拉薩和北拉薩地體大部分地區(qū)火成巖中鋯石則具有異常虧損的Hf同位素組成（εHf(t)＞0），呈現(xiàn)新生地殼的性質(zhì)（Hou et al.,2015）。簡單的根據(jù)區(qū)域性斷裂或者混雜巖帶，將拉薩地體分為三個性質(zhì)不同的亞陸塊的合理性仍然值得推敲，更多的細節(jié)需要進一步去挖掘。

圖2 拉薩地體火成巖鋯石Hf同位素分布等值線分布圖（修改自張立雪等，2013）Fig. 2 Contour map of zircon Hf isotopic distributions of igneous rocks in the Lhasa terrane

南拉薩地體即狹義的岡底斯巖漿巖帶，位于印度—雅江縫合帶（IYZSZ）和洛巴堆—米拉山斷裂之間（LMF）（圖2），主要由中晚三疊世—中新世的復式花崗巖基和同時代的火山—沉積地層組成（葉巴組、雄村組、桑日群、林子宗群等）（Chung et al., 2003; Ji et al., 2009; Tafti et al., 2014; Kang et al.,2014; Wang et al., 2017a, 2019a, b; Wei et al., 2017,2020; Lang et al., 2018; Liu et al., 2018; Meng et al.,2019a）。岡底斯巖漿巖帶的研究始于20世紀60年代（常承法和鄭錫瀾，1973），至今已有50余年，取得了豐碩的科研成果。這些成果為全面理解岡底斯造山帶和新特提斯洋的演化提供了最基本的地質(zhì)資料和理論依據(jù)。雖然岡底斯巖基的研究取得了長足的進步，獲得了一大批高質(zhì)量的同位素年代學和地球化學數(shù)據(jù)，但是岡底斯巖漿巖帶綿延上千公里（圖1），與國外大型的復式巖基相比（比如北美西部的內(nèi)華達巖基、海岸山巖基和南美西部的安第斯巖基等）其研究程度還明顯不夠（特別是研究深度和廣度上），目前的研究主要集中在公路沿線（公路地質(zhì)）、大型礦區(qū)（比如驅(qū)龍、甲瑪、雄村等礦區(qū)）或者交通較為便利的區(qū)域，而岡底斯帶高海拔區(qū)域以及交通不便的地區(qū)研究程度仍然較低。其次，目前的研究主要以花崗巖類和中酸性火山巖為主，而對岡底斯帶中零星分布的鎂鐵質(zhì)巖石的研究程度較低（Ma et al., 2013a, b, 2018a, b; 邱檢生等，2015；Wang et al., 2017b; Meng et al., 2016a）。在研究方法上也較為單一，主要以巖石地球化學和放射性同位素Sr-Nd-Hf為主，而非傳統(tǒng)穩(wěn)定性同位素（比如Mg-O-Li-Mo）的研究則較為薄弱。

本文主要對岡底斯帶的火成巖進行了歸納總結(jié)，對于岡底斯帶的含礦斑巖和變質(zhì)巖的詳細歸納和總結(jié)見鄭有業(yè)等（2007），Wang等（2015a, b,2018）和張澤明等（2018, 2019），本文不再進行重點贅述。通過梳理與岡底斯帶研究相關(guān)的文獻資料，歸納出以下尚未解決或者存在較大爭議的基礎(chǔ)性地質(zhì)問題，為我們進一步研究岡底斯帶形成與演化指明方向（拋磚引玉），并引起更多學者的關(guān)注，進一步把岡底斯巖漿弧的研究推向更加深入和廣闊的天地。

1 研究進展及相關(guān)科學問題梳理

1.1 岡底斯帶花崗質(zhì)巖石成因的精細化研究有待提高

花崗質(zhì)巖石是岡底斯帶的主要巖石類型（Ji et al., 2009; 紀偉強，2010；徐旺春，2010）。岡底斯帶花崗質(zhì)巖的主體分為俯沖期（＞55 Ma）和碰撞期（＜45 Ma）。這些花崗質(zhì)巖石主要以大型巖基和巖株的形式產(chǎn)出。前期的研究重點主要關(guān)注岡底斯帶花崗質(zhì)巖石演化的動力學過程和源區(qū)特征，而對花崗質(zhì)巖石的精細化成巖過程缺乏系統(tǒng)性研究。近期，Meng等（2020）采用高精度的SHRIMP II測年技術(shù)對南木林地區(qū)的花崗質(zhì)巖脈進行研究后發(fā)現(xiàn)，該巖脈并不是殼源巖漿一次性部分熔融的產(chǎn)物，而是經(jīng)歷了一個脈沖式的成巖過程，成巖期前后長達8 個百萬年。因此，這啟示我們岡底斯帶的花崗巖基和大中型巖株也經(jīng)歷了一個多期次脈沖成巖的過程，即大型的巖體通常是多次累積組裝的過程，而非一次結(jié)晶成巖（“大水缸”式的成巖過程）。雖然前人對岡底斯帶的花崗質(zhì)巖石開展了大量的研究，然而新的研究模式和思路卻相對缺乏。近期，花崗巖晶粥儲庫模型（mush model）顯示，一個巖體是多次累積組裝（incremetal assembly）而成的，對傳統(tǒng)的“大水缸模型”或巖漿分異演化模型，即大多數(shù)侵入體均是單一的巖漿房儲庫固結(jié)而成的模式提出了挑戰(zhàn)（馬昌前等，2020）。最新的晶粥模型也得到了地球物理證據(jù)的支持。通常巖漿中熔體的含量對地震Vp具有非常大的影響，比如上地幔中熔體含量如果達到了2%，就可以使得地震波Vp速度降低約7%，Vs降低16%（Hammond and Humphreys, 2000）。然后，通過對大量活火山地區(qū)開展地球物理探測（比如美國黃石公園），發(fā)現(xiàn)活火山深部并不存在以熔體為主的大型巖漿房，而是主要以晶粥體的形式為主（圖3a, b）。近期，Cashman等（2017）提出了多層巖漿儲庫的模型，這就暗示了一個大型的花崗巖體或者巖基是多層巖漿系統(tǒng)反復聚積而成（圖3b-d）。野外調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)花崗巖體中通常分布有寬窄不一的細脈（圖4a, b），對這些細脈進行追蹤，通常表現(xiàn)為典型的無根型構(gòu)造，這就暗示了這些脈體并非宿主巖體成巖后侵入而來的。此外，野外調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，這些脈體是零散的，不具有統(tǒng)一的方向性，這與區(qū)域伸展所形成的脈體截然不同。通過鋯石U-Pb定年（未發(fā)表數(shù)據(jù)），發(fā)現(xiàn)這些細脈和花崗體具有近乎一致的結(jié)晶年齡（比宿主巖體稍微年輕一些），可能代表了晶間熔體聚集的產(chǎn)物。另外，美國猶他州的分支巖墻和巖席的關(guān)系也表明了巖墻到巖席的形成是一個漸進累積的過程，這充分與理想中的模型完全一致（圖4c），進一步佐證了一個大型巖漿房可能是一個多次疊加累積的過程。此外，筆者在對青島地區(qū)的花崗巖進行野外考察時也發(fā)現(xiàn)不少花崗巖體的長石具有明顯環(huán)斑結(jié)構(gòu)，通常表現(xiàn)為多圈層結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為鉀長石—斜長石—鉀長石—斜長石的復雜成分環(huán)帶結(jié)構(gòu)（圖4d）。這種結(jié)構(gòu)就暗示了巖漿房中熔體成分的變化和晶粥體多次活化再生長的過程，即存在不同巖漿之間的相互作用或者不同成分巖漿對流混合的過程（Couch et al., 2001; 馬昌前等，2020）。因此，對岡底斯帶的花崗巖運用晶粥模型開展精細化研究非常具有必要性，這對進一步細化和了解大陸地殼生長和演化機制具有重要的意義。同時，這也要求對花崗巖的研究不能僅僅停留在年代學和粉末地球化學的階段，應(yīng)該更加重視野外巖體的巖相學特征和礦物的精細化結(jié)構(gòu)特征，進一步深化對大陸地殼形成和演化過程的理解。

圖3 （a）巖漿儲庫和巖漿房（熔體）的關(guān)系；（b）巖漿通道系統(tǒng)模型（據(jù)Cashman et al., 2017修改）；（c-d）從巖墻到巖床以及最后形成大的侵入體示意圖（據(jù)Menand 2008和Bartley et al., 2006修改）Fig. 3 (a) Relations between a magma reservoir and a magma chamber; (b) a magma channel system model (modified from Cashman et al.,2017); (c-d) cartoon showing a continuous process for forming magmatic dike, magmatic sill, and late-stage giant magmatic intrusion assembly (modified from Menand 2008 and Bartley et al., 2006)

圖4 （a-b）岡底斯巖基中花崗質(zhì)巖體中的細晶巖脈（晶間熔體聚積的產(chǎn)物），巖體分別為石英閃長巖和黑云母花崗巖；（c）美國猶他州亨利山分支巖脈和巖席（圖片據(jù)Menand, 2011）；（d）蘇魯造山帶早白堊世花崗巖中的長石環(huán)斑結(jié)構(gòu)Fig. 4 The felsic dikes of the granitoid rocks (products of inter-crysal melts); (a) quartz diorite and (b) biotie granite; (c) magmatic dyke and related magmatic sill (picture is from Menand, 2011); (d) rapakivi texture of the early Cretaceous granite in the Sulu orogenic belt

1.2 岡底斯帶中段南緣輝長巖類的時空分布及巖石成因機制

傳統(tǒng)的觀點認為，岡底斯帶南緣的輝長巖類主要形成于始新世，是印度—亞洲板塊主碰撞期的產(chǎn)物（Dong et al., 2005; Mo et al., 2005, 2008; 董國臣等，2008; Wang et al., 2019a）；而近期研究得出，岡底斯帶中段部分輝長巖、玄武巖雜巖體形成時代為中—晚三疊世（～245～212 Ma）到早侏羅世（～180 Ma） （邱檢生等，2015；Meng et al., 2016a; Wang et al., 2016,2017b; Ma et al., 2018a）。在空間歸屬方面，一部分學者根據(jù)地球物理異常、區(qū)域性斷裂、巖性組合和分布規(guī)模等特征，認為岡底斯帶中段南緣（謝通門—曲水段）的輝長巖類及其相伴生的鎂鐵質(zhì)巖體應(yīng)歸屬于雅魯藏布江蛇綠巖套，不屬于岡底斯巖基（侯增謙等，2001；高永豐等，2003）。另外一部分學者根據(jù)巖石學和地球化學特征認為它們屬于岡底斯巖漿帶的一部分，和雅魯藏布江蛇綠巖沒有成因上的聯(lián)系（李才等，2003；董國臣等，2008；Ma et al., 2013a, b; 邱檢生等，2015；Meng et al.,2016a; Wang et al., 2017b, 2019a, b, c），是新特提斯洋俯沖和印度—亞洲碰撞過程中形成的，在地球化學上具有典型的俯沖帶或者弧型火成巖的特征。

野外考察中不難發(fā)現(xiàn)，岡底斯帶中段南緣的花崗巖類中普遍發(fā)育有暗色鎂鐵質(zhì)微粒包體（MME）。這些暗色鎂鐵質(zhì)微粒包體的形成時代橫跨早侏羅世—始新世（Dong et al., 2005; Mo et al., 2005; 董國臣等，2008；邱檢生等，2015；Meng et al., 2016b;Ma et al., 2017a, b, c; Wang et al., 2017b, 2019; Meng et al., 2019a; 馬緒宣等，2020）。然而，這些MME的成因仍然存在以下幾種觀點：（1）暗色鎂鐵質(zhì)包體（角閃石型）直接來自中基性的巖漿（金成偉，1986）；（2）暗色鎂鐵質(zhì)包體主要形成于巖漿不混溶，少量形成于巖漿混合的淬冷過程（譚富文和劉朝基，1992）；（3）暗色包體是巖漿早期結(jié)晶的產(chǎn)物（Niu et al., 2013）或者包體可能和寄主巖石是分離結(jié)晶的（江萬等，1999）或巖漿混合的產(chǎn)物（mixing）（Ma et al., 2016, 2017a, b; Wang et al.,2015a, b, 2017b, 2019a; Meng et al., 2019a）。此外，這些MME與其南緣零星分布的輝長巖類之間有何關(guān)系，是輝長質(zhì)巖漿和花崗質(zhì)巖漿混合的產(chǎn)物，還是另有成因？如果為混合成因，輝長質(zhì)巖體是否代表了MME的基性端元？目前，這些問題仍然缺乏系統(tǒng)的研究（特別是定量計算），尚無定論。輝長巖類和花崗巖類的接觸關(guān)系為侵入接觸關(guān)系（邱檢生等，2015; Meng et al., 2016a）還是斷層接觸（Yin et al., 1994; 侯增謙等，2001）仍然存在異議。

前期岡底斯帶大量的研究多集中于對暗色包體源區(qū)和混合過程的研究，而對包體混合成巖過程中所反映的大地構(gòu)造屬性和巖漿動力學的關(guān)系卻沒有很好地銜接。近期，馬緒宣等（2020）對曲水巖基中的暗色包體進行詳細的研究后，認為暗色包體中角閃石的顯微結(jié)構(gòu)能很好的反應(yīng)巖體形成和演化的過程。根據(jù)包體的礦物學特征，馬緒宣等（2020）認為曲水花崗巖基經(jīng)歷了雙重巖漿作用，早期的基性和酸性端元的混合，晚期是混合后的中性熔體上升爆破并與酸性巖漿繼續(xù)混合，形成最終的曲水巖基。因此，對巖漿中暗色包體開展精細化的研究，不但能確定巖漿源區(qū)，而且能更好地厘定巖體形成的精細化動力學過程，并對構(gòu)造—巖漿體制提出約束。

岡底斯帶中段南緣的基性巖侵入體是否普遍遭受到了殼源物質(zhì)的混染也缺乏系統(tǒng)性研究。大量的研究顯示，岡底斯帶的花崗巖類均具有非常虧損的Sr-Nd-Hf同位素組成，它們顯示出和來自虧損的幔源巖漿相似的同位素組成（董國臣等，2008；紀偉強，2010；徐旺春，2010；邱檢生等，2015; Meng et al., 2016a, b; Wang et al., 2017b,2019a, b），甚至部分花崗巖顯示出比所含的暗色鎂鐵質(zhì)包體更加虧損的同位素組成（即出現(xiàn)同位素倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象）（Meng et al., 2019a, 2020）。由于岡底斯帶中的花崗質(zhì)巖石普遍是新生地殼部分熔融的產(chǎn)物，具有虧損的同位素組成，因此來自幔源的基性巖漿遭受到了岡底斯帶殼源巖漿的（花崗巖類）的混染，傳統(tǒng)的放射性同位素Sr-Nd-Hf也難以進行甄別，無法識別幔源巖漿是否真正遭受到了殼源巖漿的混染。因此，在加強傳統(tǒng)野外地質(zhì)基礎(chǔ)研究的前提下，使用非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素示蹤（比如Li-B-Mg-O-Mo同位素示蹤），對深入了解基性巖源區(qū)的演化與殼幔作用的過程和方式提供了新方法和新思路。

大量的研究已經(jīng)證實，岡底斯帶南緣的前新生代鎂鐵質(zhì)巖石（＞55 Ma）（玄武巖和輝長巖）是新特提斯洋俯沖過程中上覆地幔楔部分熔融的產(chǎn)物，均具有非常虧損的Sr-Nd-Hf-Pb地球化學特征（Ma et al., 2013a, b, 2015; Kang et al., 2014; 邱檢生等，2015； Wang et al., 2016, 2017b; Meng et al., 2016a,2020; Wei et al., 2017; Ma et al., 2018a）。與前新生代的鎂鐵質(zhì)巖石相比，岡底斯帶新生代（自始新世時）的鎂鐵質(zhì)巖石同位素組成則逐漸富集起來（Ma et al., 2017b），到了中新世時岡底斯地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了同位素極端富集的鉀質(zhì)—超鉀質(zhì)火山巖（Liu et al.,2015, 2017）。雖然大量的工作已經(jīng)開展，但是目前關(guān)于新生代鎂鐵質(zhì)巖石富集同位素組分的來源仍然不清楚，現(xiàn)有的認識認為可能來自于北向繼續(xù)俯沖的印度古老陸殼或新特提斯洋的俯沖沉積物（Guo et al., 2013, 2015; Huang et al., 2015a; Liu et al., 2015）。

1.3 印度—亞洲大陸碰撞前（新特提斯洋俯沖期），岡底斯帶地殼生長的過程和深部動力學機制仍不清楚

岡底斯巖基的主體形成于古新世—始新世（65～40 Ma）（莫宣學等，2009；紀偉強，2010；Zhu et al., 2011a, 2015; Zhou et al., 2018），因此部分學者認為岡底斯地區(qū)地殼生長主要形成于同碰撞（syn-collision）或者后碰撞（post-collision）過程中的垂向生長（Mo et al., 2007, 2008; Wen, 2007;Ji et al., 2009; Zhu et al., 2013）。然而，同碰撞或者后碰撞地殼生長的模式很難去解釋前新生代岡底斯巖漿帶的巖石具有虧損放射性同位素組成的特征（馬林，2013）。由于岡底斯地區(qū)中生代早期的巖漿事件不斷被識別和厘定，有些學者認為岡底斯地區(qū)地殼生長可能開始于中晚三疊世（Ji et al., 2009;Wang et al., 2016; Meng et al., 2016a, b），甚至少數(shù)學者認為岡底斯地區(qū)陸殼最早形成于晚太古代至早元古代，從新元古代（～1.0 Ga）開始快速生長，并指出岡底斯地區(qū)地殼主體形成于中生代之前，而非傳統(tǒng)認為中生代之后（Ma et al., 2019）（圖5）。鋯石的Hf同位素顯示，岡底斯地區(qū)的地殼以新生地殼為主，這暗示了岡底斯地區(qū)曾經(jīng)發(fā)生過大規(guī)模的地殼生長。岡底斯帶從中—晚三疊世到新生代早—中期，經(jīng)歷了較為復雜的構(gòu)造演化，期間經(jīng)歷了新特提斯洋板片的高角度俯沖、平板俯沖、板片后撤、洋脊俯沖、板片撕裂、板片斷離和印度—亞洲板塊碰撞等重要的構(gòu)造—巖漿地質(zhì)事件（Wen et al., 2008a, b; Ji et al., 2009, 2016; Zhang et al., 2010;王莉等，2013；Liang et al., 2016; Ma et al., 2015; Xu et al., 2015; Wu et al., 2018; 張澤明等，2018, 2019；Meng et al., 2019a, b, c, 2020）。這些重要的構(gòu)造事件直接導致了岡底斯地區(qū)大規(guī)模的地殼生長、地殼侵蝕（erosion）和地殼再造（reworking）。通常幔源巖漿的貢獻是地殼生長的內(nèi)在因素，而放射性同位素虧損的花崗質(zhì)巖石通常是幔源物質(zhì)或者新生地殼再造和再循環(huán)的產(chǎn)物而已，對地殼的生長幾乎沒有貢獻（Ma et al., 2019）。此外，大陸島弧帶往往作為正地形（是弧前和弧后盆地的主要物源供應(yīng)區(qū)），是匯聚型板塊邊緣的主要構(gòu)造單元侵蝕帶。因此，顯生宙以來匯聚板塊邊界的凈生長量才對地殼的生長具有貢獻。因而，定量估算大陸島弧侵蝕量和垂向生長量之間的凈生長量才是今后更應(yīng)關(guān)注和研究的重點。與大規(guī)模的花崗巖相比，岡底斯帶幔源巖漿的露頭非常稀少，這暗示了岡底斯地區(qū)可能經(jīng)歷了大規(guī)模的剝蝕，導致岡底斯地區(qū)的地殼凈生長沒有想象中的大，甚至凈生長率可能為負（幔源巖漿貢獻率＜剝蝕量）。因此，岡底斯地區(qū)地殼生長和侵蝕的研究（低溫熱年代學的U-Th-He技術(shù)）將是今后研究的重點和熱點，而花崗質(zhì)巖石虧損的同位素特征更多的是對母巖漿的繼承，即新生鎂鐵質(zhì)巖漿的再造（reworking）和循環(huán)（recycling）是花崗巖和花崗質(zhì)陸殼形成的內(nèi)在因素。

圖5 岡底斯地區(qū)地殼分異演化曲線圖（據(jù)Ma et al., 2019修改）Fig. 5 Fractionated and evolutionary curve of the crust in the Gangdese region (modified from Ma et al., 2019)

1.4 岡底斯地區(qū)地幔儲庫的性質(zhì)和演化細節(jié)仍然不清楚

岡底斯地區(qū)先后經(jīng)歷了新特提斯洋俯沖、印度—亞洲板塊碰撞以及后期印度板塊俯沖等一系列復雜的地質(zhì)構(gòu)造事件（許志琴等，2007；Zhu et al., 2011a; Ma et al., 2015, 2019；張澤明等，2018,2019）。這些構(gòu)造事件對岡底斯地區(qū)地幔結(jié)構(gòu)、組成和成分的改變起到了決定性的作用（Mo et al.,2007, 2008; 莫宣學等，2009; Ma et al., 2017a, b, c）。大量的研究顯示，岡底斯帶經(jīng)歷了漫長的演化過程，然而對岡底斯地區(qū)地幔演化的動力學過程以及細節(jié)仍然存在著激烈的爭論（Chung et al., 2005; Zhu et al., 2013, 2018; Wang et al., 2019a, b）。傳統(tǒng)的觀點認為岡底斯帶是一個典型的大陸島弧（Chung et al.,2005; Lee et al., 2009），因此，岡底斯地區(qū)的地幔應(yīng)為典型的大陸巖石圈地幔。后期，由于遭受到了復雜的構(gòu)造演化過程，其地幔不可避免的遭受到了強烈的改造，比如從虧損地幔到富集地幔（強烈的碳酸鹽化）。根據(jù)可能的演化過程以及物質(zhì)組分，岡底斯地區(qū)的地幔性質(zhì)可能是三種不同地幔端元的相互作用，即：（1）原先的大陸巖石圈地幔組分；（2）新特提斯大洋巖石圈地幔組分和（3）印度大陸巖石圈地幔組分。然而，Zhu等（2011a, 2013）認為岡底斯島弧帶是一個拼貼在中拉薩地體上的新生地體（圖2），所以岡底斯地區(qū)的巖石圈應(yīng)該具有大洋巖石圈的地幔組分特征。而Nd同位素顯示（圖6），岡底斯帶部分中—酸性巖體具有比同時代基性巖漿更虧損的同位素組成，暗示了基性巖漿的源區(qū)可能有富集組分的加入（已經(jīng)排除了古老殼源物質(zhì)的混染）或者和基性的巖漿底墊到下地殼位置時遭受到了同位素富集的大陸地殼的混染。Meng等（2019a）對尼木地區(qū)的含暗色包體的花崗巖進行研究時，也發(fā)現(xiàn)了花崗巖中的暗色鎂鐵質(zhì)包體具有比寄主花崗巖稍微富集的Hf同位素組成，指示暗色鎂鐵質(zhì)包體可能源于復雜的巖石地幔部分熔融，而花崗質(zhì)巖石則來源于新生地殼的部分熔融，它們在空間上是解耦的。其次，這種現(xiàn)象也在南木林地區(qū)的輝長質(zhì)雜巖體中也有顯現(xiàn)（Meng et al., 2020）。因此，在時空上具有密切聯(lián)系的基性—中性—酸性巖體同位素的差異以及同位素倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象也暗示了岡底斯地區(qū)地幔性質(zhì)的復雜性。此外，岡底斯始新世弧下地幔性質(zhì)也具有明顯的分段性。比如，最新的研究結(jié)果顯示（Wang et al., 2019b），岡底斯帶中段和東段的地幔源區(qū)存在明顯的差異。在走向上，中段基性巖漿源于受流體交代的軟流圈地幔部分熔融，而東段巖石源于印度陸殼物質(zhì)熔體交代的軟流圈地幔熔融。另外，對岡底斯地區(qū)新生代以來富集地幔形成的原因也存在爭議：（1）與中拉薩地體古老的基底混入有關(guān)（朱弟成等，2012；孟元庫等，2015）；（2）與印度大陸巖石圈陸內(nèi)俯沖有關(guān)（遭受到了下插印度殼源物質(zhì)的混染）（Ding and Lai,2003; 王睿強等，2016 ； Ma et al., 2017c）；（3）與深俯沖的印度大陸巖石圈板片的斷離有關(guān)（Huang et al., 2015a; Tian et al., 2017）或者回轉(zhuǎn)有關(guān)（Guo et al., 2013, 2015）。然而，Shen等（2020）利用大地電磁測深的方法研究得出，印度陸殼的物質(zhì)向拉薩地體的深俯沖不會超過雅魯藏布江縫合帶，進一步表明同位素富集的印度陸殼也許并沒有參與新生代岡底斯地區(qū)火成巖的形成與演化。因此，對岡底斯帶南緣出露的不同時代的基性巖體進行系統(tǒng)性研究，對理解和揭示岡底斯地區(qū)地幔性質(zhì)和演化具有重要的科學意義，對于進一步了解和闡明岡底斯地區(qū)乃至整個藏南地區(qū)的構(gòu)造演化也富有啟示意義。

圖6 岡底斯帶（俯沖期）基性—中酸—酸性火成巖εNd(t)同位素分布圖（εNd(t)數(shù)據(jù)見附表1）Fig. 6 Distributions of the whole-rock Nd isotopic data of basic-intermediate-acidic igneous rocks in the Gangdese belt (εNd(t) data are listed in supplementary Table 1)

1.5 新特提斯洋板片斷離的時間和機制存在爭議

部分學者認為新特提斯洋板片的斷離是一個長期的過程，而不是具體的時間段或節(jié)點：斷離時 間 為 ca. 50～40 Ma（Davies and Blanckenburg,1998）；ca. 65～41 Ma（Ji et al., 2009; 林蕾，2019）；51～46 Ma（Ma et al., 2017b）; ca. 40～38 Ma（Gao et al., 2008）；ca. 50～45 Ma（Wen et al., 2008a）；ca.50～53 Ma (Wang et al., 2015a)或者 50～38 Ma（丁小稀，2016）。最近，黃豐等（2020）認為，板片的斷離經(jīng)歷了一個較為漫長的過程，約57 Ma開始出現(xiàn)板片撕裂，最終的板片斷離約發(fā)生在50 Ma，前后持續(xù)了7 Ma。板片斷離的時間為一個較為具體的時間節(jié)點：ca. 45 Ma（Kohn and Parkinson, 2002;Chung et al., 2005; Ji et al., 2016）；ca. 53 Ma（Zhu et al., 2015, 2018）；ca. 53 Ma（Lee et al., 2009; 孟元庫等，2018a）。新特提斯大洋板片的斷離引起軟流圈地幔物質(zhì)上涌，造成藏南地區(qū)巖漿事件的大爆發(fā)都很能好地記錄在岡底斯帶中（Zhou et al., 2018）。新生代早期的巖漿爆發(fā)和高溫事件是否能真正代表板片的斷離，仍然需要開展更加精細而全面的工作。此外，應(yīng)該打破數(shù)據(jù)“孤島效應(yīng)”，采用大數(shù)據(jù)的方法對已經(jīng)發(fā)表的數(shù)據(jù)進行梳理和重新處理，建立數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，深度挖掘大數(shù)據(jù)中蘊含的關(guān)鍵信息，特別是面上和線上變化特征。比如，通過大數(shù)據(jù)梳理時發(fā)現(xiàn)新生代早期某一時期的巖漿活動總是呈線性分布，這很可能代表了新特提斯洋板片已經(jīng)開始撕裂并發(fā)生了斷離。因為已有研究顯示，板片斷離所產(chǎn)生的巖漿活動總是呈現(xiàn)出線性分布（Altunkaynak, 2007）。

雖然板片斷離的時間存在爭議，但多數(shù)學者認為斷離發(fā)生在新生代早期（黃豐等，2020），值得探討的是，新特提斯洋板片如果真的發(fā)生了斷離，能否引起大規(guī)模的巖漿活動？或者說藏南岡底斯地區(qū)始新世大規(guī)模的巖漿活動就是板片斷離的產(chǎn)物嗎？顯然，板片斷離和巨量巖漿爆發(fā)之間是否具有必然的耦合關(guān)系，至今仍然不得而知。此外，已經(jīng)榴輝巖化的板片如果真的發(fā)生斷離，大規(guī)模的軟流圈地幔物質(zhì)如何上涌？通常，大規(guī)模的軟流圈幔源物質(zhì)上涌和就位，需要為其提供足夠的空間，否則即使板片斷離也無法導致幔源物質(zhì)大規(guī)模的上涌（大洋的MORB環(huán)境或者裂谷環(huán)境可以提供就位的空間，但是已經(jīng)拼貼的大陸塊體就位的空間如何提供？）。這些基礎(chǔ)性的科學問題應(yīng)該值得進一步商榷或者思考。通常而言，板片斷離前，其上下兩側(cè)都填充滿軟流圈地幔物質(zhì)，而非真空，斷離后軟流圈地幔物質(zhì)沒有足夠的空間“上涌”（僅有板片斷離后，預留的小規(guī)?？臻g），導致處處“受阻”，最終也難以突破上覆剛性的巖石圈地幔，特別是處于擠壓應(yīng)力下的碰撞區(qū)域（數(shù)值模擬手段也難以支持大規(guī)模的軟流圈物質(zhì)上涌—與李忠海私下通訊）。與軟流圈地幔相比，剛性的巖石圈地幔通常具有較低的溫度，起到了良好的隔熱層效應(yīng)，也沒法導致下伏的軟流圈地幔物質(zhì)上涌加熱地殼形成岡底斯帶大規(guī)模的火山—巖漿作用。

1.6 拉薩地體的構(gòu)造屬性仍然需要進一步厘定

拉薩地體中松多榴輝巖的發(fā)現(xiàn)暗示拉薩地體不是一個完整的塊體，而是由不同構(gòu)造演化歷史的微陸塊拼貼而成（Yang et al., 2009）。根據(jù)區(qū)域性斷裂和Hf同位素組成特征，Zhu等（2011a, 2013）認為拉薩地體從北向南可以分為三個微地體（sub-terrane）（圖2），分別為北拉薩、中拉薩和南拉薩。其中，中拉薩地體的鋯石εHf(t) 值整體上小于0，是以念青唐古拉群為代表的古老基底的微陸塊，而北拉薩和南拉薩地體的εHf(t) 值整體上以正值為主，僅在局部地區(qū)出露有古老的微陸塊，是中生代拼貼于中拉薩之上的新生島弧地體（Zhu et al., 2011a; 張立雪等，2013；Hou et al., 2015）。其次，拉薩地體的基底屬性也存在爭議。傳統(tǒng)觀點認為岡底斯帶作為拉薩地體的一部分，是岡瓦納大陸—印度陸塊北部裂離出來的微陸塊（Yin and Harrison,2000; Royden et al., 2008; Metcalfe, 2009）。Zhu 等（2011b, 2013, 2018）卻認為拉薩地體的基底并非來自于岡瓦納古陸的印度北部，而是來自于澳大利亞北部。Zhang等（2012）根據(jù)拉薩地體中的晚古生代縫合帶將拉薩地體進行兩分，認為位于縫合帶北部的北拉薩地體可能于早古生代由非洲東部裂離而來，而縫合帶南部的拉薩地體則來源于印度陸塊的北部。前寒武紀的結(jié)晶基底和新生代晚期的巖漿活動，暗示了拉薩地體是一個古老而又年輕的地體。因此，解開拉薩地體神秘的面紗，需要更多的基礎(chǔ)性工作的投入。目前的大多數(shù)研究均是基于一個巖體或者一套巖石組合（或者僅限于火成巖），獲得的認識相對局限，這制約了對拉薩地體演化的全面理解。今后，需要開展橫穿拉薩地體的（大比例尺）廊帶科研填圖工作，從點到線再到面的結(jié)合，將不同時代和不同類型的巖性組合起來，而不是以往孤立的去研究單一的巖石組合而去探討地體的演化。

1.7 岡底斯巖漿帶精細的年代學格架仍然需要完善

早期研究認為岡底斯帶的巖漿活動主要集中于晚白堊世—新生代早期，Hou 等（2004）和Chung等（2009）等在岡底斯巖漿帶中厘定了中新世的埃達克巖，將岡底斯帶的形成時限擴展至中新世。隨后，早侏羅世至中—晚三疊世的巖漿巖在岡底斯帶中不斷被厘定，將岡底斯帶的形成時限擴展至中—晚三疊世（Ji et al., 2009; Wang et al., 2016; Meng et al., 2016a; Ma et al., 2018a）。在紀偉強（2010）分類的基礎(chǔ)上，根據(jù)最新的統(tǒng)計結(jié)果，岡底斯帶最老的弧型巖漿巖形成于中三疊世晚期（245～237 Ma;Wang et al., 2016; 245 Ma年齡據(jù)未發(fā)表數(shù)據(jù)），最年輕的巖漿巖可以追溯到中新世中晚期（8～10 Ma；Zhu et al., 2018），最新的四個階段時限為：245～152 Ma、109～80 Ma、65～38 Ma和 33～8 Ma。其中 109～80 Ma和65～38 Ma是岡底斯帶目前公認巖漿活動最為劇烈的時期（莫宣學等，2009；紀偉強，2010；Zhu et al., 2015; 孟元庫等，2018a；張澤明等，2018,2019；Zhou et al., 2018;圖7a）。然而，近些年來越來越多的證據(jù)顯示，晚三疊世至早—中侏羅世岡底斯帶也發(fā)育有較為強烈的巖漿活動（Chu et al.,2006; Zhu et al., 2008, 2011a; 楊志明等，2008；Ji et al., 2009; Meng et al., 2016a,b; Wang et al., 2016; Ma et al., 2018a, b; Lang et al., 2020）。目前的研究表明，152～109 Ma是岡底斯帶巖漿活動平靜期，僅有少量的年齡在岡底斯帶被報道，而來自于日喀則群的碎屑鋯石顯示（圖7b），白堊紀中期（130～80 Ma）可能是岡底斯巖漿弧另一個重要的巖漿活躍期。另外，侏羅紀（190～150 Ma）也存在劇烈的巖漿活動（Wu et al., 2010; An et al., 2014, 2017）。雖然早白堊世的火成巖分布范圍非常有限，僅在朗縣和曲水—大竹卡地區(qū)鮮有報道（Quidelleur et al., 1997; Ji et al., 2009; 王莉等，2013），但是日喀則弧前盆地大量的早白堊世碎屑鋯石（虧損的鋯石Hf同位素組成）暗示了早白堊世岡底斯地區(qū)發(fā)育于強烈的巖漿活動（Meng et al., 2019b）。同樣的是，80～68 Ma起初也被認為是岡底斯帶的一個巖漿作用的靜默期（Wen et al., 2008a, b; Ji et al., 2009），隨著越來越多該時期的巖體被發(fā)現(xiàn)，表明了80～68 Ma并不存在所謂的巖漿—構(gòu)造平靜期，在這期間也發(fā)生了巖漿作用和相關(guān)的構(gòu)造活動（Ji et al., 2014; Wang et al., 2015a; Lu et al., 2015; Zhang et al., 2015; 高家昊等，2017）。這些研究結(jié)果均與目前已經(jīng)建立的年代學格架不能很好地匹配，暗示了晚三疊世—早白堊世岡底斯地區(qū)可能并不存在所謂的巖漿—構(gòu)造平靜期，這很可能是由于中新世以來，岡底斯帶遭受到了快速的抬升和剝蝕導致中生代早期的巖漿巖難以保留（特別是俯沖帶侵蝕作用）（Ge et al., 2018;Meng et al., 2019b），僅零星地分布在藏南地區(qū)。因此，新的巖漿事件的厘定和識別對進一步豐富和完善岡底斯帶的年代學格架具有重要的科學意義。

圖7 岡底斯帶花崗巖類年代學格架圖（據(jù)紀偉強，2010; Wu et al., 2010; Meng et al., 2019a和劉德正，2020修改）Fig. 7 Geochronological framework of the Gangdese magmatic belt (after Wu et al., 2010; Meng et al., 2019a)

1.8 岡底斯帶含礦埃達克巖和鉀質(zhì)—超鉀質(zhì)火山巖巖漿源區(qū)以及地球動力學背景存在異議

埃達克巖最早由Defant和Drummond（1990）提出，并特指埃達克巖是年輕洋殼（＜25 Ma）部分熔融的產(chǎn)物，通常具有較高的SiO2含量（≥56 wt%）、高的Al2O3含量（≥15 wt%）和低的MgO含量（＜3 wt%），并且表現(xiàn)出高的Sr/Y比值（Sr≥400 ×10-6；Y≤ 18×10-6）和低的重稀土含量HREE（Yb≤ 1.8×10-6）的一套中酸性巖漿組合（熔體）。后來這種具有高Sr/Y比值的巖石被發(fā)現(xiàn)可以形成于多種類型的環(huán)境和背景中，并不局限于Defant和Drummond（1990）所限定的環(huán)境，比如埃達克巖可以形成于：（1）俯沖洋殼（Defant and Drummond,1990）和俯沖陸殼的部分熔融（Wang et al., 2008）；（2）拆沉陸殼的部分熔融（Xu et al., 2002; Gao et al., 2004; Chung et al., 2009）；（3）增厚的新生地殼（Hou et al., 2004, 2013）和古老地殼的部分熔融（Chung et al., 2003; Zeng et al., 2011）；（4）玄武質(zhì)巖漿在低壓或者高壓下的分離結(jié)晶（Castillo et al., 1999; Macpherson et al., 2006; Xu et al., 2015;Meng et al., 2019a, 2020）；（5）巖漿的混合作用（Guo et al., 2007; Streck et al., 2007）。

岡底斯帶埃達克巖根據(jù)形成的背景，可以分為俯沖期（＞55 Ma）和碰撞期（＜55 Ma）兩類。其中，俯沖期的埃達克巖最早可追溯至侏羅紀，主要分布在岡底斯帶的加查、澤當和謝通門地區(qū)。侏羅紀埃達克的形成主要有三種模式：（1）島弧巖漿源區(qū)發(fā)生角閃石的分離結(jié)晶，導致高Sr/Y（Xu et al., 2019）；（2）加厚初生地殼的部分熔融（Zhang et al., 2014a）和（3）新特提斯洋板片的部分熔融（Wang et al., 2019c）。白堊紀埃達克巖主要形成于晚白堊世早期，少量的埃達克巖形成于早白堊世早—中期（Zhu et al., 2009）。類似于侏羅紀埃達克巖，白堊紀埃達克巖的成因目前也存在爭議，主要包括：（1）新特提斯洋板片的部分熔融（Zhu et al., 2009）；（2）鎂鐵質(zhì)巖漿的分離結(jié)晶（Xu et al.,2015; Meng et al., 2019a）；（3）加厚地殼的部分熔融（Zheng et al., 2014）。此外，還有少部分學者根據(jù)晚白堊世早期岡底斯地區(qū)存在JTA（Jamaican-type）型的埃達克巖，認為該類型的埃達克巖經(jīng)歷了兩階段的成巖作用，首先洋殼部分熔融形成最初的埃達克質(zhì)熔體，然后該熔體再經(jīng)歷結(jié)晶分異作用，最終形成低的MgO、Cr和Ni含量的Jamaican型埃達克巖（Wu et al., 2018）。碰撞期的埃達克巖主要形成于始新世和漸新世至中新世。其中，中新世埃達克巖普遍含礦，并廣泛分布于整個岡底斯帶，是岡底斯帶中的重點研究對象。始新世的埃達克巖組成較為單一（花崗閃長巖），被認為是初生加厚地殼的部分熔融（Guan et al., 2012）。與始新世埃達克巖不同的是，漸新世—中新世的埃達克巖巖石類型組成較為豐富，產(chǎn)出形態(tài)多樣（巖株、巖脈、巖滴和巖瘤等），主要巖石類型包括閃長玢巖、石英二長斑巖、花崗斑巖、花崗閃長巖、二云母花崗巖、二長花崗巖等。

岡底斯帶除了埃達克巖之外，還分布少量的鉀質(zhì)和超鉀質(zhì)火山巖。中新世含礦的埃達克質(zhì)斑巖和鉀質(zhì)—超鉀質(zhì)火山巖是藏南地區(qū)后碰撞巖漿活動的記錄者（Liu et al., 2015, 2017）。先前的研究認為鉀質(zhì)火山巖和含礦的埃達克斑巖具有相似的地球化學行為和巖漿源區(qū)，被認為是一種特殊的埃達克巖。然而，最新的研究揭示，埃達克巖和鉀質(zhì)火山巖具有不同的成巖機制和巖漿源區(qū)特征，而對于它們在空間上的分布特征、成因上的內(nèi)在聯(lián)系以及演化過程仍然缺乏深入研究（Liu et al., 2015, 2017）。與埃達克巖相比，超鉀質(zhì)巖石是一類低程度部分熔融的幔源巖漿（Foley et al., 1992a, b），通常具有富集的放射性同位素組成。目前，鉀質(zhì)—超鉀質(zhì)巖石主要分布在拉薩地體中部（中拉薩），岡底斯地體（南拉薩）的北部也分布有少量的鉀質(zhì)—超鉀質(zhì)巖石（劉棟，2017）。對于拉薩地體的鉀質(zhì)—超鉀質(zhì)巖石，目前的主要爭論體現(xiàn)在：超鉀質(zhì)巖石在形成過程中，普遍遭受到了殼源物質(zhì)的混染，然而殼源混染除了印度陸殼外（Guo et al., 2013, 2015），有沒有其他殼源組分的加入？另外，藏南鉀質(zhì)—超鉀質(zhì)巖石中是否保留了新特提斯洋俯沖的記錄？近期，劉棟（2017）的研究發(fā)現(xiàn)，藏南的超鉀質(zhì)巖石普遍遭受到了碳酸鹽巖的混染（輕的Mg同位素組成），并且中新世的埃達克巖和鉀質(zhì)—超鉀質(zhì)巖石具有不同的巖漿源區(qū)，而來自幔源的超鉀質(zhì)巖石并沒有參與埃達克巖的演化與形成，其同位素變化與印度物質(zhì)的加入有關(guān)；而鉀質(zhì)巖石起源于加厚中拉薩地體的部分熔融，并與超鉀質(zhì)巖石具有密切的成因聯(lián)系。

與鉀質(zhì)—超鉀質(zhì)巖石不同，岡底斯帶中新世的含礦斑巖具有較高的研究程度，并且普遍受到巖石學家和礦床學家的關(guān)注。岡底斯帶的斑巖銅礦主要成礦期為中新世，成巖時代主要介于25～8 Ma（Chung et al., 2003; 李光明等，2005；芮宗瑤等，2006 ； Zheng et al., 2014; Hou et al., 2015; 孟元庫等，2018b），其中侵位高峰期在中新世波爾多期末期至蘭蓋期的早期（～16 Ma）（孟元庫等，2018b）。前人對岡底斯帶中新世的埃達克斑巖開展了大量的研究工作，也取得了重要的進展和突破，特別是在巖漿來源和成礦背景研究方面。然而，目前岡底斯帶中新世的埃達克巖石成因仍然存在激烈的爭議（Chung et al., 2003; Ding et al., 2003; Hou et al., 2004;Guo et al., 2007; Xu et al., 2010; 陳希節(jié)等，2014；孟元庫等，2018b；徐倩等，2019）。部分學者認為，岡底斯帶中新世的埃達克斑巖是新特提斯洋殘余洋殼部分熔融形成的熔體與上覆地幔楔發(fā)生相互作用的產(chǎn)物（侯增謙等，2003; Qu et al., 2004; 曲曉明等，2004），或者是洋殼部分熔融的產(chǎn)物遭受到了加厚下地殼部分熔融物質(zhì)的混染（Hu et al., 2016）；新生基性下地殼的部分熔融（Hou et al., 2004; Li et al.,2011; 陳希節(jié)等，2014; 孟元庫等，2018b）；來自于加厚拆沉的拉薩下地殼的部分熔融（Chung et al.,2003, 2009; 徐倩等，2019）；來自于板片的熔體交代上部地幔引起部分熔融的產(chǎn)物（Gao et al., 2007,2010）；來自于深俯沖的古老印度大陸地殼物質(zhì)的部分熔融（Xu et al., 2010）。經(jīng)過梳理，形成藏南中新世埃達克質(zhì)斑巖的構(gòu)造環(huán)境主要包括：（1）與印度大陸巖石圈板片的撕裂有關(guān)（Guo and Wilson,2019; Wu et al., 2019）；（2）是陸內(nèi)裂谷作用的產(chǎn)物（Molnar and Tapponnier, 1978; Williams et al., 2001;Guo et al., 2007）；（3）是前期藏南加厚巖石圈拆沉（foundering）的產(chǎn)物（Miller et al., 1999; Chung et al., 2003, 2005; Hou et al., 2015; Hao et al., 2019; 徐倩等，2019）。以上這些學術(shù)爭議的厘定，對理解中新世的大地構(gòu)造背景以及中新世含礦埃達克斑巖的巖漿源區(qū)至關(guān)重要。因此，這就要求今后除了巖石學和地球化學研究之外，要更加注重中新世斑巖體的分布規(guī)律以及巖石組合，并結(jié)合氧逸度（比如大量的斑巖礦床形成于高氧逸度的環(huán)境，鋯石的Ce4+/Ce3+比值高）以及最新的穩(wěn)定同位素（Mg-OB-C-Li）對其巖漿源區(qū)進行綜合判別，特別是定量計算殼源物質(zhì)和幔源物質(zhì)各自的貢獻量。

1.9 岡底斯帶晚三疊世至早—中侏羅世的巖石成因和新特提斯洋起始俯沖的時間存在較大爭議

岡底斯帶前白堊紀的的巖漿活動最早被Chu等（2006）所報道，并且認為前白堊紀的巖漿作用在岡底斯帶的分布非常有限，代表了一個巖漿構(gòu)造作用的平靜期。如前所述，岡底斯帶南緣可能廣泛存在前白堊紀的巖漿活動（Chu et al., 2006; Zhu et al., 2008, 2011a; Ji et al., 2009; Kang et al., 2014; Meng et al., 2016a, b; Wang et al., 2016; Wang et al., 2017b,2019a; Ma et al., 2017a; Wei et al., 2017; 孟元庫等，2018c；Lang et al., 2018; Wang et al., 2018），并且東西橫跨大約1000公里（比如岡底斯帶西側(cè)的打加錯地區(qū)晚三疊的安山巖和東段早侏羅世的桑日群）（Kang et al., 2014; 宋紹瑋等，2014），對其成因主要有兩種不同的觀點。第一種觀點認為該時期的巖漿活動和新特提斯洋板片向拉薩地體的北向俯沖有關(guān)，此時，藏南地區(qū)為典型的活動大陸邊緣環(huán)境（Chu et al., 2006; Ji et al., 2009; 邱檢生等，2015；Meng et al., 2016a, b; Wang et al., 2016; Wang et al., 2017b）。Wang等（2016）近期在拉薩地體南緣首次發(fā)現(xiàn)了226 Ma和237 Ma的中—基性火山巖，通過對其進行全巖主微量地球化學和同位素研究后發(fā)現(xiàn)，此時的巖漿活動是新特提斯洋向拉薩地體俯沖的產(chǎn)物，并指出新特提斯洋的俯沖不會晚于237 Ma。然而，Zhu等（2011a， 2018）研究認為，新特提斯洋的俯沖不會早于早白堊世早期（～145 Ma），并認為岡底斯帶前白堊紀的巖漿活動與班公湖—怒江洋向拉薩地體的南向俯沖有關(guān)，藏南岡底斯地區(qū)為典型的弧后伸展區(qū)，而非匯聚型大陸邊緣環(huán)境。此外，Seng?r（1979）、宋紹瑋等（2014）和Shui等（2018）等學者也認為前白堊紀岡底斯帶的巖漿活動和班公湖—怒江洋向拉薩地體的南向俯沖有關(guān)，雅魯藏布江新特提斯洋是班公湖—怒江南向俯沖形成的弧后洋盆。來自古地磁的數(shù)據(jù)顯示：拉薩地體從岡瓦納大陸裂離的時間為晚三疊世（Li et al., 2016）。因此，Zhu等（2018）認為藏南岡底斯地區(qū)的晚三疊世—早侏羅世的巖漿活動不可能是新特提斯洋北向俯沖的結(jié)果。為了解決該問題，Wan等（2018）對藏南桑桑地區(qū)雅江蛇綠巖套中的增生沉積雜巖體（sedimentary-matrix mélange）（修康群）進行了詳細的年代學和物源分析，認為該增生沉積雜巖體和新特提斯洋向拉薩地體的北向俯沖有關(guān)，并提出新特提斯洋向北俯沖的起始時間不晚于早侏羅世。此外，少部分學者認為藏南岡底斯地區(qū)晚三疊世—早侏羅世的巖漿作用和古特提斯松多洋板片的俯沖（李奮其等，2012）或者后撤、斷離有關(guān)（董昕和張澤明，2013）。在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和研究的基礎(chǔ)上，Pan等（2012）認為新特提斯洋俯沖的時間不會早于晚三疊世，這也與Zhang等（2010）等人提出的模式相一致。根據(jù)蛇綠巖的地層證據(jù)和變質(zhì)洋殼殘片的40Ar/39Ar年齡，鐘大賚等（1999）認為新特提斯洋的形成不早于晚三疊世，俯沖時代不早于中—晚侏羅世。綜上所述，藏南岡底斯地區(qū)晚三疊世至早—中侏羅世的火成巖巖石成因以及新特提斯洋早期的演化歷史需要進一步的工作和研究。本文認為，解決這一爭議性的問題，需對岡底斯帶南緣目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)和厘定的中—晚三疊世巖體進行精細的解剖，運用巖石構(gòu)造組合（petrotectonic assemblage）的思路，對目前厘定的巖體及其圍巖進行橫穿剖面的大比例尺構(gòu)造填圖，厘定它們可能形成的構(gòu)造背景（比如俯沖帶構(gòu)造組合還是裂谷構(gòu)造組合），然后在前期研究的基礎(chǔ)上，充分運用新的方法和手段（比如Mg-O-Li-Mo-B）來定量研究這些火成巖形成的構(gòu)造環(huán)境。在巖石構(gòu)造組合方法運用中，要重點體現(xiàn)構(gòu)造環(huán)境和不同巖石類型之間的內(nèi)在聯(lián)系。目前，岡底斯帶中—晚三疊世至早—中侏羅世的巖體分布相對較為零散（圖8），它們之間的時空關(guān)聯(lián)以及與圍巖之間的接觸關(guān)系等仍然不是很明晰。因此，今后的研究除了運用新的方法和手段外，應(yīng)加強野外的基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作，特別是橫穿目標巖體的大比例尺巖性—構(gòu)造剖面的測量，將對了解不同巖石之間的組合提供最為直接的證據(jù)。此外，要充分梳理已經(jīng)大量發(fā)表的前白堊紀火成巖以及沉積巖數(shù)據(jù)，運用大數(shù)據(jù)手段，深度挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)部蘊含的規(guī)律，并和現(xiàn)今世界上典型的島弧帶做對比研究，也許能真正破解新特提斯洋的起始俯沖之謎?？傊瑢姿箮茄芯啃绿靥崴寡蟪跏几_的最佳場所！

圖8 藏南岡底斯帶中晚三疊世—早侏羅世火成巖巖體分布圖（據(jù)水新芳，2017和Xu et al., 2019修改）Fig. 8 Distributions of the Middle-Late Triassic to Early Jurassic igneous rocks in the Gangdese belt, southern Tibet (after Xu et al., 2019)

1.10 岡底斯帶白堊紀巖漿的成因機制和大地構(gòu)造背景仍然不清楚

大量研究顯示，拉薩地體早白堊世的大地構(gòu)造格局主要和新特提斯洋及班公湖—怒江洋的俯沖有關(guān)（Wen et al., 2008a, b; Ji et al., 2009; Zhu et al.,2011a, b; Li et al., 2018）。根據(jù)時空分布的特征，通常認為南拉薩地體（岡底斯帶）的早白堊世巖漿活動和新特提斯洋的北向俯沖有關(guān)，而中拉薩—北拉薩地體早白堊世廣泛的巖漿活動和班公湖—怒江洋的南向俯沖有關(guān)（Chen et al., 2014; Huang et al., 2017; Li et al., 2018a）。除此之外，還有部分學者認為中拉薩地體的巖漿活動并不是班公湖—怒江洋或新特提斯洋俯沖的產(chǎn)物，而是獅泉河—永珠—嘉黎小洋盆（Slainajap洋）南向俯沖的產(chǎn)物（康志強等，2008）。早白堊世的火成巖在岡底斯帶中分布非常有限（紀偉強，2010；Zhu et al., 2009; Wu et al., 2010; 王莉等，2013；張澤明等，2019）。因此，部分學者認為此時岡底斯帶巖漿作用的平靜期與新特提斯洋的低角度（平板）俯沖有關(guān)（Ding et al., 2003; Zhang et al., 2004; Kapp et al., 2007b; Wen et al., 2008a, b），然而，紀偉強（2010）和Wu等（2010）認為并不存在所謂的巖漿平靜期，晚三疊世—早白堊世岡底斯地區(qū)發(fā)育連續(xù)的巖漿活動，新特提斯洋板片為穩(wěn)定的斜向俯沖。晚白堊世早期（100～80 Ma）是岡底斯帶另一個重要的巖漿爆發(fā)期（magmatic flare-up）（圖7a），大多數(shù)的證據(jù)支撐該時期的巖漿活動和新特提斯洋向拉薩地體的北向俯沖有關(guān)，然而關(guān)于新特提斯洋板片俯沖的動力學機制以及板片作用的細節(jié)仍然存在著激烈的爭論。部分學者認為此時岡底斯地區(qū)的巖漿大爆發(fā)與新特提斯洋洋脊俯沖有關(guān)（ Zhang et al., 2010, 2011;Guo et al., 2013; Zhu et al., 2013; Wu et al., 2018）。然而，Ma等（2013a, b, 2015，2017a），Chen 等（2015）、Xu等（2015）和Meng等（2020）卻持有不同的觀點：認為岡底斯帶晚白堊世早期（100～80 Ma）的巖漿活動和新特提斯洋板片的后撤（rollback）有關(guān)，和洋脊俯沖無關(guān)。雖然兩種模型就均能較好地解釋晚白堊世早期的巖漿爆發(fā)事件以及地殼快速加厚的動力學機制，然而也各有局限性。Wen等（2008a, b）認為新特提斯洋板片發(fā)生回轉(zhuǎn)（俯沖角度變陡）的時間應(yīng)在～60 Ma，而100～85 Ma為穩(wěn)定俯沖，80～83 Ma為平板俯沖?？抵緩姷龋?010）也認為100～80 Ma是新特提斯的平板俯沖期。然而，王莉等（2013）等卻認為白堊紀時期新特提斯洋板片俯沖不是低角度的平板俯沖，而是以較陡的角度向拉薩地體之下俯沖。葉麗娟等（2015）認為晚白堊世早期藏南地區(qū)可能存在著洋脊俯沖、板片斷離、板片后撤等多種構(gòu)造—巖漿體制，而不是單一的動力學模式。高家昊等（2017）對岡底斯拉薩周緣的花崗巖中的中—基性巖脈研究后認為早白堊世—晚白堊世早期（130～85 Ma）為新特提斯洋的斜向俯沖時期，85～68 Ma岡底斯地區(qū)經(jīng)歷了南北向的伸展作用，可能并不存在板片后撤。因此，雖然白堊紀岡底斯帶巖漿巖被認為是新特提斯洋向拉薩地體北向俯沖的產(chǎn)物，然而關(guān)于新特提斯洋俯沖的細節(jié)（是否存在平板俯沖、洋脊俯沖、板片后撤等）仍然存在爭議。因此，晚白堊世藏南的地球動力學模式存在爭議的主要原因可能是目前的研究僅僅局限于單一巖體或者局部地區(qū)。比如，晚白堊世是否存在洋脊俯沖就要從洋脊俯沖的特征性標志去尋找。通常，洋脊具有高熱流值，出現(xiàn)高溫巖漿組合—埃達克巖、富Nb玄武巖和高Mg安山巖等組合；復雜的地球化學特征，MORB和弧型巖漿均可出現(xiàn)；高溫低壓變質(zhì)作用；低的Rb/Sr、Nb/U和Ce/Pb比值，高的K/Rb、La/Rb比值以及與MORB型火成巖高場強元素特征相重疊的La/Nb值。因此，這就要充分利用已經(jīng)發(fā)表的大量數(shù)據(jù)，從面上和區(qū)域上進行歸納總結(jié)，梳理出晚白堊世整個岡底斯帶火成巖的地質(zhì)地球化學指標特征，而不是僅僅依靠單一的地質(zhì)地球化學特征去判別。

目前藏南地區(qū)具有雙倍于正常地殼的厚度（60～70 km）（Zhu et al., 2017），但是對于藏南地區(qū)地殼增厚的機制和時間仍然存在很大爭論：（1）大多數(shù)人認為藏南岡底斯地區(qū)地殼增厚的時間發(fā)生于新生代早期，與印度—亞洲的碰撞有關(guān)（England and Houseman, 1986; Powell, 1986; Yin and Harrison,2000）；（2）Chung等（2009）、 Guan 等（2012）和Ji等（2012） 認為新生代早期（古新世）岡底斯地區(qū)為正常的地殼厚度，地殼加厚開始于始新世—漸新世，而馬林（2013）則認為增厚可能開始于始新世早期（～50 Ma）；3）Murphy等（1997）、Kapp等（2007a, b）、Wang 等（2017） 和 Lei等（2019）等學者根據(jù)沉積學及巖石大地構(gòu)造的證據(jù)，認為藏南地區(qū)的地殼增厚可能開始于早白堊世，其中拉薩與羌塘地體的碰撞以及新特提斯洋俯沖是藏南地區(qū)地殼增厚的主要原因。然而， Zhang等（2012）卻認為在晚白堊世早期拉薩地體的西北部仍然處于海平面，并沒有顯著的地殼加厚和地貌起伏。Ding等（2014）對林周盆地中沉積巖的介殼內(nèi)化石開展了氧同位素的古高程研究，得出岡底斯地區(qū)在印度—亞洲碰撞前（＞50 Ma）已經(jīng)具有4500 m的海拔高度，并進一步強調(diào)了亞洲大陸南緣在晚白堊世時可能存在一個類似于安第斯型的山脈。因此，來自古生物的同位素證據(jù)暗示了藏南地區(qū)的地殼加厚可能起始于中生代晚期，而非新生代。另外，Zhang等（2014b）根據(jù)晚白堊世的岡底斯地區(qū)部分巖石經(jīng)歷了高壓—高溫變質(zhì)作用（壓力最高可達1.5 Gpa），認為晚白堊世時岡底斯地區(qū)經(jīng)歷了明顯的地殼加厚。Zhu等（2017） 通過對岡底斯帶中性侵入巖的La/Yb比值進行研究后認為，岡底斯地區(qū)地殼在印度—亞洲大陸碰撞前（～70 Ma）時為正常的地殼厚度（～37 km），局部增厚開始于70～60 Ma，大規(guī)模地殼增厚開始于始新世（55～45 Ma）。此外，Zhu等（2017）認為新特提斯洋板片后撤和斷離從而引起大面積基性巖漿底侵是造成地殼增厚的主要因素（垂向增厚）。綜上所述，岡底斯地區(qū)前新生代是否曾經(jīng)存在過大面積的地殼增厚，然后又經(jīng)歷了后期的拆沉（foundering）（Ji et al., 2014）？另外，岡底斯帶前新生代地殼增厚的主要因素是什么？和板塊的碰撞有關(guān)，還是和新特提斯洋平板俯沖有關(guān)，亦或者是和新特提斯洋板片后撤引起大面積基性巖漿的底侵有關(guān)（Ma et al., 2013a,b, 2015; Xu et al.,2015）？

1.11 岡底斯地區(qū)（南拉薩）是否存在老基底還存在爭議

Hf同位素填圖顯示（圖2），岡底斯地區(qū)（南拉薩）為典型的新生島弧地體，具有年輕的階段模式年齡和虧損的Hf同位素組成（Ji et al., 2009; Zhu et al., 2011a; 張立雪等，2013；Hou et al., 2015）。然而，近期有的研究顯示，岡底斯地區(qū)（南拉薩）可能存在老的基底，并不全是一個新的增生地體。比如馬林（2013）在岡底斯地區(qū)達孜地區(qū)晚白堊世的輝綠玢巖中發(fā)現(xiàn)了老的繼承性鋯石（861～1438 Ma），二階段模式年齡達2.94～ 4.32 Ga，并且這些繼承性鋯石均具有富集的Hf同位素組成（εHf(t)=-21.5～-30.4）和高的δ18O值（7.4‰～8.3‰），顯示出古老地殼的親緣性。同樣地，在岡底斯帶的代表性巖基—曲水巖基中也發(fā)現(xiàn)了老的繼承性鋯石（～1821 Ma; Ma et al., 2016）。另外，岡底斯地區(qū)的加查—朗縣—米林一帶的早石炭世和寒武紀花崗巖都暗示了岡底斯地區(qū)并不完全是一個由新特提斯洋俯沖形成的新生島弧地體，很可能也發(fā)育古老的結(jié)晶基底（Dong et al., 2010; 董昕和張澤明，2013,2015；Lin et al., 2013;水新芳，2017）。Ma等（2019）結(jié)合已經(jīng)發(fā)表和最新獲得數(shù)據(jù)，認為岡底斯地區(qū)（南拉薩地塊）并不是一個完整的新生地塊，而是作為一個微陸塊參與了特提斯洋的演化以及后期的地殼增生。黃豐等（2020）根據(jù)根據(jù)岡底斯地區(qū)達居地區(qū)鎂鐵質(zhì)巖石中的富集的Hf同位素組成，認為岡底斯地區(qū)下部可能長期存在著古老巖石圈地幔物質(zhì)。綜上所述，岡底斯巖漿帶并不是一個完整的新生島弧，很可能存在著古老的基底物質(zhì)。岡底斯帶古老基底物質(zhì)的分布范圍有多大以及古老基底的屬性？這些問題都需要開展更進一步的工作。因此，精細的大比例尺巖性剖面填圖和構(gòu)造解析是將來野外工作的重點。

1.12 弧巖漿的屬性問題存在異議

岡底斯帶是個巨型的巖漿巖帶，這個帶包含了大量和新特提斯大洋板片俯沖相關(guān)的弧巖漿巖（Ji et al., 2009; Zhu et al., 2017）。傳統(tǒng)的觀點認為弧巖漿巖是來自于俯沖板片的融體或釋放的流體交代的地幔楔部分熔融形成的（圖9a）。而近些年來一種新的巖石成因模型的提出用來解釋弧巖漿巖的形成，即混雜巖熔融模型（Nielsen and Marschall,2017; Cruz-Uribe et al., 2018），混雜巖是由大洋板片（大洋玄武巖）、大洋沉積物和地幔楔橄欖巖組成，這些成分在俯沖板片與地幔楔接觸界面發(fā)生均勻的物理混合，混合均勻的混雜巖以底辟的形式上升到淺的地幔楔區(qū)，在熱的角流（corner flow）作用下熔融形成的巖漿是典型的弧巖漿（Marschall and Schumacher, 2012; Nielsen and Marschall, 2017）（圖9b）。這個模型的建立是基于地球化學和實驗巖石學的基礎(chǔ)（Marschall and Schumacher, 2012;Nielsen and Marschall, 2017；Codillo et al., 2018;Cruz-Uribe et al., 2018），尤其是實驗巖石學的證據(jù)證實混雜巖熔融形成的巖漿是典型的弧巖漿更能說明混雜巖熔融是能夠產(chǎn)生弧巖漿巖的（Codillo et al., 2018; Cruz-Uribe et al., 2018）。交代地幔楔熔融和混雜巖熔融是兩個完全不同的巖漿過程，交代地幔楔熔融可以簡單的表述“先熔再混”，就是板片先熔融或先脫水，熔融形成的融體或脫水形成的流體交代地幔楔，被交代的地幔楔熔融形成弧巖漿巖（Feineman et al., 2013; Rielli et al., 2018）?；祀s巖熔融簡單的表述為“先混再熔”，就是大洋玄武巖、大洋沉積物和地幔楔橄欖巖先在俯沖隧道進行均勻的物理混合，然后這些均勻混合的混雜巖底辟熔融形成弧巖漿巖（Marschall and Schumacher, 2012;Nielsen and Marschall, 2017; Codillo et al., 2018;Cruz-Uribe et al., 2018）。這兩種巖漿過程都能形成弧巖漿巖，只是遵循的元素分餾過程不一樣，交代地幔楔熔融模型中元素的分餾是發(fā)生在板片熔融過程，在板片熔融過程中造成元素的分餾，來自板片的活動性元素和地幔楔橄欖巖混合，交代的地幔楔熔融形成的弧巖漿巖往往現(xiàn)實大的元素和同位素的變化（Nielsen and Marschall, 2017）。混雜巖熔融模式中元素的分餾過程是發(fā)生在混雜巖熔融過程，由于混雜巖是由三組分構(gòu)成，在其熔融過程中造成元素的分餾，因此形成的弧巖漿巖往往具有均勻的同位素組成（Nielsen and Marschall, 2017）。岡底斯帶具有不同類型的弧巖漿巖，部分巖漿巖具有變化的元素和同位素組成，而部分巖漿巖具有均勻的元素和同位素組成，因此這些弧巖漿巖究竟是來自于混雜巖熔融還是交代地幔楔熔融，這是一個值得探討的科學問題，也是有必要解決的科學問題。

圖9 （a）經(jīng)典的島弧巖漿成因模式；（b）混雜巖模式（據(jù)Nielsen and Marschall, 2017修改）Fig. 9 (a) the conventional model for the subduction-related arc magmatism; (b) the mélange model for the subduction-related arc magmatism (modified from Nielsen and Marschall, 2017)

1.13 研究方法上的不均一性和局限性

目前，對岡底斯帶火成巖的研究手段主要集中于鋯石U-Pb年代學和Sr-Nd-Hf的同位素，而對穩(wěn)定性同位素的研究鮮有報道（特別是基性巖）（Ma et al., 2013a，b，2015, 2017c; Liu et al., 2015;舒楚天，2018）。比如，與Sr-Nd-Hf同位素相比，穩(wěn)定性（比如Li-Mg-O-Mo-B）同位素在示蹤俯沖流體或熔體和幔源巖漿源區(qū)方面有其獨特的優(yōu)勢和作用（Valley et al., 2005;李曙光，2015；Chen et al., 2016; Teng, 2017）。Li-Mg-O-B同位素卻對殼源物質(zhì)的加入非常敏感，被廣泛用于識別地幔中俯沖再循環(huán)的洋殼和沉積物（Li et al., 2016;Guo et al., 2019）。通常情況下，沒有遭受殼源混染的幔源巖漿的δ18O為5.3‰±0.3‰（Valley et al.,2005），而殼源巖漿通常具有高的δ18O值（Gao et al., 2018），如果來自于幔源的巖漿遭受到了殼源或者俯沖沉積物的混染，其δ18O必將偏離標準值5.3‰±0.3‰。此外，氧同位素在水—巖相互作用方面具有獨特的優(yōu)勢（Valley et al., 2005）。岡底斯帶的基性弧巖漿，通常是俯沖板片的流體/熔體（含沉積物）交代上覆地幔楔部分熔融的產(chǎn)物。因而，在交代的過程中，來自深俯沖的沉積物（比如：碳酸鹽巖）對上覆地幔楔的交代和改造是不可避免的。比如，中國東部的巨量碳酸鹽巖就參與了玄武質(zhì)巖漿的形成與演化，并導致中國東部上地幔Mg同位素組成偏輕—中國東部的大地幔楔已經(jīng)發(fā)生了明顯的碳酸鹽化（Huang et al., 2015b; 李曙光，2015, 2017）。Liu等（2015）對藏南拉薩地體的中新新世超鉀質(zhì)巖石進行了Mg同位素研究，發(fā)現(xiàn)中新世的藏南巖石圈地幔遭受到了明顯的碳酸鹽化。因此，一個科學問題是：新特提斯洋在向拉薩地體俯沖的過程中，是否也曾有巨量的碳酸鹽巖參與了幔源巖漿的形成與演化（Kent and Muttoni,2008）？因為半深?！詈Ｍ渤练e有大量的碳酸鹽巖，在大洋板片向深部俯沖的過程中這些碳酸鹽巖應(yīng)該也會參與弧巖漿巖的形成。因此，對岡底斯帶中段的基性巖體開展Mg同位素研究是需要且迫切的。與Mg-O同位素不同，B、Li和Mo同位素在示蹤熔體/流體參與巖漿過程和物質(zhì)循環(huán)方面具有獨特的意義。通常與虧損地幔相比，島弧巖漿具有更高的 B（1.3×10-6～37×10-6）含量和 δ11B 值（-5‰～+15‰）。來自于大陸的表殼巖石和碎屑沉積物卻具有輕的 B 同位素組成（ δ7Li＜+3‰ , δ11B＜-5‰）（Romer et al., 2014）。而Li同位素在不同的熔體和流體也具有較大的分餾，因而也是一種非常重要的巖漿源區(qū)示蹤劑。比如，海水具有重的Li同位素組成，其δ7Li可以達到+40‰（Marschall et al., 2017）。因此，與海水發(fā)生水巖反應(yīng)的蝕變洋殼也會繼承重的Li同位素特征，而沒有遭受交代的地幔（通常為+3.5‰±1.0‰）以及大陸上地殼具有輕的Li同位素組成（通常小于0‰）（Romer et al., 2014; Wang et al., 2020）。Mo同位素是近年來興起的非傳統(tǒng)同位素，它具有7個穩(wěn)定同位素，即：92Mo（14.84%）、94Mo（9.25%）、95Mo（15.92%）、96Mo（16.68%）、97Mo（9.56%）、98Mo（24.13%）、100Mo（9.63%）。Mo元素具有的外層電子結(jié)構(gòu)導致其具有多個價態(tài)（IV、V、VI），在還原條件下往往以IV、V存在，但是在氧化條件下往往以VI存在，在溶液中主要以MoO42-形式遷移。近些年Mo同位素在示蹤俯沖板片物質(zhì)，尤其是大洋沉積物、板片流體、判別巖漿演化和源區(qū)特征以及古環(huán)境鑒定等方面扮演有重要的作用（Burkhardt et al., 2014;Bezard et al., 2016; Chen et al., 2019）。比如，來自于大洋的沉積物通常具有變化的δ98/95MoNIST3134組成（-1.871‰±0.018‰～0.674‰±0.03‰；Freymuth et al., 2015, 2016; Gaschnig et al., 2017）和較大的Mo豐 度 變 化 范 圍（0.05×10-6～97.54×10-6；Freymuth et al., 2015, 2016; Gaschnig et al., 2017）， 尤 其 是氧化性沉積物和還原性沉積物的δ98/95MoNIST3134組成是有明顯的差異，例如還原條件下形成的黑色頁巖往往具有重的δ98/95MoNIST3134同位素組成（0.522‰±0.019‰～0.674‰±0.03‰；Freymuth et al.,2015, 2016; Gaschnig et al., 2017），而在氧化條件下形成的火山碎屑巖和黏土往往具有輕的的δ98/95MoNIST3134同位素組成（-1.871‰±0.018‰～0.63‰±0.10‰；Freymuth et al., 2015, 2016; Kǒnig et al., 2016）。當然在弧巖漿巖形成的過程中除了大洋沉積物參與弧巖漿巖外，來自板片的流體也是不可忽視的因素，因為板片流體往往富集重的Mo同位素組成（Freymuth et al., 2015, 2016）。例如馬里亞納弧巖漿巖形成的過程中有板片流體參與其形成導致這些巖漿巖具有比地幔重的Mo同位素組成（δ98/95MoNIST3134=-0.2134弧巖；Freymuth et al., 2015, 2016）。對于巖漿演化是否造成Mo同位素的變化，目前也是有人做了一些研究工作。如Yang 等（2015）在研究冰島的Hekla火山熔巖過程中認為巖漿分離結(jié)晶不會造成Mo同位素的分餾，但是Voegelin等（2014）認為Kos弧中的火山熔巖具有變化的Mo同位素組成是因為巖漿分餾結(jié)晶造成Mo同位素的分餾。因此巖漿演化過程是否造成Mo同位素的分餾目前還是不清楚的。在古環(huán)境示蹤方面，Mo同位素目前有良好的作用，因為Mo是氧化還原敏感元素，也是難溶的適度親鐵元素。這就使得Mo同位素往往被應(yīng)用于指示古環(huán)境氧化還原條件（Dahl et al., 2011;Wen et al., 2011; Xu et al., 2012; Kurzweil et al., 2015;Kendall et al., 2015, 2020）。

綜上所述，穩(wěn)定性同位素Mg-O-B-Li-Mo同位素和放射性同位素Sr-Nd-Hf的結(jié)合，能定量的模擬源區(qū)中沉積物（比如：碳酸鹽巖或者遠洋碎屑沉積）或者殼源巖漿的貢獻量以及氧化還原條件等，這將是今后一段時間岡底斯火成巖展開研究的主要內(nèi)容。新型非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素的應(yīng)用，對解決目前岡底斯帶存在的爭議科學問題提供了新的思路和方向！

2 研究展望及啟示

作者通過CNKI和Web of Science搜索“藏南”或者“岡底斯和南拉薩等”關(guān)鍵詞，發(fā)現(xiàn)自2000年以來，每年的發(fā)文量如雨后春筍般增長，這主要得益于近20年來國內(nèi)同位素地球化學技術(shù)的迅猛的發(fā)展。數(shù)千篇的文獻資料為我們理解岡底斯帶的形成和演化提供最為基礎(chǔ)的地質(zhì)資料。如前所述，雖然岡底斯帶的研究取得了重大的突破和進展，然而仍然有一些基礎(chǔ)性的科學問題沒有得到很好地約束。為拋磚引玉，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，提出2點建議，希望對岡底斯帶的地學發(fā)展能起到積極的促進作用。

2.1 構(gòu)造地質(zhì)學和巖石地球化學的交叉應(yīng)用是解決一些基礎(chǔ)地質(zhì)問題的鑰匙

構(gòu)造地質(zhì)學和巖石地球化學相結(jié)合的方法是解析岡底斯帶形成和演化的重要手段。目前巖石地球化學和同位素年代學研究在岡底斯帶的研究中一枝獨秀，而構(gòu)造地質(zhì)學的研究則相對薄弱。構(gòu)造地質(zhì)學更加注重巖石的野外分布特征和不同類型巖石之間的穿插關(guān)系，以及巖石的幾何學、運動學和動力學特征。通過野外和室內(nèi)的構(gòu)造解析（比如EBSD組構(gòu)分析等），可以厘定巖石在成巖過程中和成巖之后的構(gòu)造演化的歷史過程。比如電子背散射衍射技術(shù)（EBSD）測試表明：具有復雜環(huán)帶組構(gòu)的巖石（比如大小圓環(huán)帶均發(fā)育）可能經(jīng)歷了多期的構(gòu)造演化過程，每一期的演化過程很可能就代表了區(qū)域上的一次構(gòu)造熱或者冷事件（作者把區(qū)域抬升、降溫或者冷板塊俯沖稱之為冷事件，把區(qū)域上的幔源巖漿底侵或者局部剪切生熱引起的稱之為熱事件）。這些熱事件和冷事件在巖體的演化過程中，有時很難用地球化學的手段進行示蹤。另外，構(gòu)造分析可以提供不同巖石之間的成因聯(lián)系，為了解巖石的成因機制提供了新的視角和可能。與發(fā)生變形和變質(zhì)的巖石相比，未發(fā)生明顯變形或者變質(zhì)的火成巖通常不是構(gòu)造地質(zhì)學家關(guān)注和研究的重點對象。這就導致了構(gòu)造地質(zhì)學在火成巖中的應(yīng)用非常有限，從而限制了對火成巖的形成與演化的全面了解。然而，野外大量的事實已經(jīng)證明，火成巖中也具有豐富的地質(zhì)構(gòu)造。在岡底斯巖漿巖帶中，弧型火成巖中就發(fā)育有豐富的地質(zhì)構(gòu)造（熊清華和左祖發(fā)，1999；孟元庫等，2016; Feng et al., 2020）。比如，岡底斯帶尼木地區(qū)的“變形花崗巖”的厘定就暗示了岡底斯帶的花崗巖并非簡單的以塊狀構(gòu)造為主。野外調(diào)查顯示，這種“流動”構(gòu)造彌散于整個花崗巖體中，排除了該構(gòu)造現(xiàn)象為巖漿侵入圍巖時邊部遭受擠壓形成的“原生片麻巖狀”構(gòu)造。傳統(tǒng)的觀點認為，花崗巖具有高的粘度，不易流動（晶粥狀），通常表現(xiàn)為塊狀構(gòu)造，只有在巖體的邊部可能會發(fā)育少量的流動或者定向構(gòu)造。岡底斯帶尼木地區(qū)面理化花崗巖的發(fā)現(xiàn)進一步啟示我們，花崗巖也具有豐富的原生構(gòu)造。這些原生的地質(zhì)構(gòu)造對了解花崗巖的侵位機制具有非常重要的意義。除了傳統(tǒng)上的構(gòu)造解析之外，礦物的顯微構(gòu)造分析也是解析火成巖成因的重要手段。比如，在顯微構(gòu)造分析中，暗色包體中針狀磷灰石晶體可能暗示了巖漿混合作用的存在（江萬等， 1999；Baxter and Feely, 2002）；礦物的嵌晶包含結(jié)構(gòu)以及不協(xié)調(diào)的包含結(jié)構(gòu)（暗色鎂鐵質(zhì)礦物包含長英質(zhì)礦物）也是巖漿混合作用的一種體現(xiàn)（周珣若，1994；董國臣等，2008）。另外，如果巖石的包體或者基性脈體中發(fā)現(xiàn)細粒黑云母鑲邊的眼球狀石英顆粒（Meng et al., 2020），也證明了不同巖石或者巖體之間存在物質(zhì)的交換。這些巖漿中的原生顯微構(gòu)造往往比通過地球化學來判別巖漿的混合過程更加有效（馬緒宣等，2020）。因此，這就要求在今后火成巖的研究中，也要注重構(gòu)造要素在火成巖中的應(yīng)用，而非單一的巖石地球化學手段。以上論述證明，精細的構(gòu)造分析和解析是了解巖石成因的第一步，也是最為直接的證據(jù)。

野外研究是構(gòu)造地質(zhì)學最為基礎(chǔ)的工作。通過大比例尺的構(gòu)造巖性剖面填圖，可以準確的了解每一種巖石或者巖體在剖面上的分布特征以及它們之間的接觸—穿插關(guān)系。這些最為直接的野外接觸關(guān)系可以較為直接地顯示巖石的構(gòu)造屬性，即哪一種巖石可能屬于原地，哪一種巖石可能屬于外來推覆體。此外，不同巖石間穿插關(guān)系的厘定是初步判別不同巖石新老關(guān)系的第一手資料，同位素定年是對野外接觸關(guān)系的進一步定量性驗證。對于一些缺少鋯石的超基性—基性巖體和巖脈，穿插關(guān)系是確定巖石成巖次序最為重要的判別依據(jù)。最后，按照嚴格的構(gòu)造巖性剖面，進行樣品的采集（包括定向樣品）以及后期的加工處理。精細的構(gòu)造地質(zhì)學剖析為了解巖石的幾何學特征、運動學和動力學特征提供了堅實的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，對所采集的樣品進行礦物學、巖石學和同位素地球化學分析為了解巖石的內(nèi)在成因提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。此外，近期Cao等（2020） 運用角閃石的鋁壓力計并結(jié)合岡底斯帶火成巖的鋯石U-Pb年齡分布特征，厘定了岡底斯帶自從100 Ma以來的構(gòu)造演化樣式，并指出岡底斯目前東西段巖性上的差異（構(gòu)造掀斜）（中西段侵位壓力為1～2 Kbar，東段為6～12 Kbar）主要和后期的不均衡抬升有關(guān)，其中岡底斯巖漿帶是一個研究大陸地殼構(gòu)造演化的天然場所。Cao等（2020）的研究啟示我們，單一的年代學和地球化學研究對揭示和了解島弧帶的成因是不全和片面的。因此，構(gòu)造是前提，巖石地球化學是根本，只有兩者取長補短，相互結(jié)合，才能更好地解決地學研究中存在的一些爭議性的科學問題。因此，構(gòu)造地質(zhì)學和巖石地球化學相結(jié)合的研究將是未來岡底斯帶研究的主要方向和趨勢！

以火成巖為主的島弧地體，巖石地球化學和同位素年代學是其最為主要的研究方法和手段。巖石地球化學依賴于對數(shù)據(jù)的挖掘和解讀，這往往也導致了地球化學數(shù)據(jù)具有多解性。比如，具有高Sr/Y 和(La/Yb)N比值的中酸性火成巖（也稱之為埃達克巖）通常被認為是形成于地殼加厚的環(huán)境或者是俯沖帶環(huán)境（與年輕洋殼俯沖的部分熔融有關(guān)）。然而近些年來，越來越多的證據(jù)顯示：具有這種特征的火成巖可以形成于多種環(huán)境（比如非地殼加厚或拆沉、非新生洋殼板片俯沖部分熔融的產(chǎn)物等）（Richards and Kerrich, 2007; Moyen, 2009; He et al., 2011; 王莉等，2013；Xu et al., 2015; Meng et al., 2019a），也可能形成于巖漿的分異過程（Macpherson et al., 2006），這些形成于不同構(gòu)造環(huán)境或不同的巖漿過程使得埃達克巖具有復雜的成因。另外，形成于大陸邊緣的弧型巖漿具有明顯的地球化學識別特征和大地構(gòu)造環(huán)境判別意義。然而，最近的研究卻顯示，來自于雅江蛇綠巖套中的部分鎂鐵質(zhì)火成巖（玄武巖和輝綠巖和輝長巖脈）卻顯示出和岡底斯大陸島弧類似的地球化學特征（非MORB特征），即輕稀土和大離子親石元素富集，高場強元素虧損，并具有明顯虧損的Sr-Nd-Hf同位素特征（Meng et al., 2019c; Xiong et al., 2020）。為什么蛇綠巖中的部分鎂鐵質(zhì)巖石具有類似于島弧巖漿巖的地球化學特征，這是一個非常值得思考和探討的問題。岡底斯帶巖漿巖成因的復雜性，導致了多方面的成因解釋，這就會形成發(fā)表的論文越多，存在問題越多的一種怪象。然而，真相只有一個！因此，這就要求在進行巖石地球化學分析時，不能盲目地進行巖石樣品的采集，而忽略巖石本身的野外特征以及與其他類型巖石的接觸關(guān)系，否則會得出遠離事實的觀點。

2.2 加強岡底斯帶弧后盆地中沉積巖系的研究

弧后盆地的研究，對了解岡底斯帶的演化以及古地理格局具有重要的啟示意義。在新特提斯洋俯沖的過程，科西斯坦（Kohistan）—拉達克（Ladakh）?。▽姿够〉奈餮硬糠郑┖蛯姿够《夹纬闪溯^為典型的弧前和弧后盆地（圖10）（Wu et al., 2010;馬元等，2017；Meng et al., 2019b）。沉積于弧后盆地的沉積巖系其物源主要來自于大陸島弧和相鄰大陸塊體風化剝蝕的產(chǎn)物。因此，通過對弧后盆地中的沉積巖系開展系統(tǒng)性研究，能很好地約束與之相鄰的島弧和大陸塊體的構(gòu)造演化。其中，碎屑鋯石的U-Pb年齡譜不但能限定沉積巖系沉積的下限時代，而且鋯石的特征性年齡譜和Hf-O同位素在判別沉積源區(qū)及大地構(gòu)造親緣性方面具有獨特的優(yōu)勢（Cawood et al., 2012）。通過對弧后沉積盆地的碎屑巖開展巖相學和碎屑礦物研究，可以很好地反演沉積成巖時的古地貌和古地理格局（Cawood et al., 2012; Meng et al., 2019b）。比如，岡底斯帶是否存在早白堊世的巖漿平靜期？為什么岡底斯帶晚三疊世—早中侏羅世的火成巖在岡底斯帶的出露較為零星？是和后期強烈的風化剝蝕有關(guān)，導致岡底斯帶早期的火成巖難以保留？如果岡底斯帶從晚三疊世—早白堊世發(fā)育連續(xù)的巖漿活動，那么這些前晚白堊世的火成巖將會以風化剝蝕的產(chǎn)物很好地保存在與之相鄰的弧前或者弧后盆地中。Wu等（2010）對日喀則弧前盆地的沉積巖石進行了系統(tǒng)的碎屑鋯石U-Pb-Hf測試，分析結(jié)果顯示碎屑鋯石中含有不少早白堊世的巖漿型鋯石，并且這些鋯石絕大多數(shù)具有非常虧損的Hf同位素組成，表明了岡底斯弧是其最為主要的物源區(qū)，進一步暗示了岡底斯帶早白堊世并不存在所謂的巖漿平靜期（圖7b）。由于與弧前盆地相比，弧后盆地的分布較為零散（圖10），不成規(guī)模，沒有得到更多的關(guān)注，對其沉積和成巖的過程也沒有較好地約束。目前，雖然部分學者對岡底斯帶弧后盆地的碎屑巖開了研究和相關(guān)報道（Leier et al., 2007a, b, c; Meng et al., 2019b; Wei et al., 2020），但是和研究程度較高的火成巖相比，岡底斯帶碎屑巖的研究程度仍然較低。岡底斯帶弧后盆地的沉積巖系從晚侏羅世—晚白堊世主要發(fā)育的沉積地層有：卻桑溫泉組（J3Q）、多底溝組（J3d）、林布宗組（J3K1l）、楚木龍組（K1c）、塔克那組（K1t）和設(shè)興組（K2s）。這些弧后盆地的沉積地層很好地記錄和保留了岡底斯弧及鄰區(qū)遭受剝蝕的碎屑產(chǎn)物（圖10）。比如具有較大的地形差和較低的地形地貌差將會形成不同類型的沉積體系和源匯系統(tǒng)。另外，氣候的干濕轉(zhuǎn)換記錄也能很好地保存在弧后盆地的沉積記錄中（Wei et al., 2020）。比如，沉積巖中風化指數(shù)CIA值通常和沉積時巖石風化的強度和環(huán)境具有密切的關(guān)系（McLennan et al., 1993）。因此，對岡底斯地區(qū)的沉積碎屑巖開展野外的基礎(chǔ)調(diào)查和碎屑鋯石的U-Pb-Hf-O分析，能從新的視角來進一步深化藏南地區(qū)地質(zhì)演化的研究，特別是進一步完善岡底斯帶的形成和演化。

圖10 岡底斯地區(qū)及鄰區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡圖（據(jù)許志琴等，2019修改）Fig. 10 Simplified geological map of the Gangdese magmatic belt and its adjacent areas

3 結(jié)束語

岡底斯火成巖帶是新特提斯洋俯沖和印度—亞洲板塊板塊碰撞的產(chǎn)物，具有多階段的火山—巖漿活動和復雜的成礦—構(gòu)造—變質(zhì)演化歷史。岡底斯帶以中酸性火山—侵入巖為主，另外分布有少量的鎂鐵質(zhì)巖石以及變質(zhì)—沉積巖系和古老的結(jié)晶基底。自2000年以來，隨著大規(guī)模的地質(zhì)調(diào)查開展以及同位素技術(shù)的迅猛發(fā)展，岡底斯帶的研究取得了長足的進步，從以前的野外調(diào)查為主，慢慢地轉(zhuǎn)到了以室內(nèi)研究為主的階段。通過大量的同位素年代學和巖石地球化學研究，現(xiàn)階段基本上厘清了岡底斯帶的巖石組合類型、巖漿活動的主要期次以及復雜的構(gòu)造演化歷史。通過綜述前人的研究成果，不難發(fā)現(xiàn)，一些基礎(chǔ)性的科學問題仍然存在爭議，特別是新特提斯洋俯沖的啟始時限、板片多階段演化的巖石學證據(jù)以及交代地幔楔產(chǎn)生弧型巖漿的流體或者熔體屬性和來源仍然不清楚。另外，岡底斯帶從東到西沿走向上表現(xiàn)出成分的差異變化，比如東部的林芝地區(qū)廣泛出露下地殼的弧巖漿組分（弧根，普遍經(jīng)歷了高角閃巖相到麻粒巖相的變質(zhì)作用），而中西段主要出露中上地殼的弧巖漿組分（以花崗巖和花崗閃長巖為主，未發(fā)生變質(zhì)），這種沿走向弧成分的變化的原因目前尚未開展詳細研究。岡底斯帶的巖石類型雖然以火成巖為主，然而野外地質(zhì)調(diào)查顯示，岡底斯帶的巖石類型非常豐富，從前寒武變質(zhì)結(jié)晶基底到未變質(zhì)的火山—沉積地層均囊括其中。然而，代表上地殼組分的沉積—火山巖到代表中地殼組分的花崗閃長巖和下地殼的麻粒巖相變質(zhì)巖與前寒武紀結(jié)晶基底之間的組成和時空關(guān)系仍然還缺乏研究。因此，開展詳細的弧剖面學研究對了解不同巖石類型和組合的關(guān)系至關(guān)重要和關(guān)鍵。與世界上其他的經(jīng)典島弧巖基帶相比（比如內(nèi)華達巖基），岡底斯帶的研究仍然顯得非常薄弱，還有許多工作需要開展，特別是要從目前的“粗而廣”的研究向“精而細”的研究邁進。最后，需要強調(diào)的是，岡底斯島弧帶位于拉薩地體的南緣，經(jīng)歷了新特提斯洋俯沖（增生和加積）和印度—亞洲板塊的碰撞（變形、變質(zhì)和侵蝕），也是一個明顯的構(gòu)造—變質(zhì)帶，因此，開展詳細的以構(gòu)造—變質(zhì)動力學為主的研究（比如P-t-T軌跡和變質(zhì)動力學研究）也是將來揭示巖漿弧生長與再造的關(guān)鍵。

致謝：感謝南京大學許志琴院士長期以來對第一作者的學術(shù)指導和無私幫助；南京大學邱檢生教授對論文初稿進行了認真的審閱，并做了詳細的批注，隨后提出了中肯的修改意見；在修改稿件中，也得到了中國地質(zhì)大學（武漢）馬昌前教授的大力幫助和學術(shù)指導。此外，中國科學院大學李忠海教授、中國科學技術(shù)大學姜鼎盛博士后、西北大學地質(zhì)系閆浩瑜博士在行文中也給予幫助；在此，第一作者對他們表示衷心的感謝！這是一個信息爆炸的時代，加之作者才疏學淺，在文獻梳理和總結(jié)的過程中，難免有所遺漏，對此深表歉意！

附表1 岡底斯帶俯沖期火成巖成巖年齡和εNd(t)值Supplementary table 1 Crystallization ages and whole-rock εNd(t) values of igneous rocks in the Gangdese belt during the subduction perioids of the Neo-Tethys oceanic lithosphere

續(xù)表1

續(xù)表1