喜马拉雅造山带大型淡色花岗岩体的构建机制及热效应的研究

A number of large leucogranitic plutons with distinct geochemical compositions occur from the Yardoi gneiss dome to the Cuona area, southern Tibet. These plutons provide us an excellent natural laboratory to unravel the construction mechanisms and potential thermal effects on the sedimentary wall rocks of large leucogranitic plutons in collisional orogens. In this study, we will carried out systematic investigations including field and petrography observations, high-precision geochemical and geochronological analyses in conjunction with theoretical modeling to determine (1) the partial melting reactions leading to the formation of these plutons; (2) the crystallization ages for each pluton and the life-time of each magmatic system, and in turn with these data to address the mechanisms for building-up large leucogranitic pluton; and (3) the nature and timing of contact metamorphism in the wall rocks resulted from the thermal effects of an invading pluton. Our primary objectives in this study are to acquired new critical data to (1) evaluate and formulate new models for the architecture of the Tethyan Himalaya; (2) reconstruct the tectonic and magmatic history of the Himalayan orogenic belt since Eocene; and (3) promote understanding and appreciation of thermal effects associated with formation and invasion of large leucogranitic plutons within collisional orogenic belts.

在西藏南部雅拉香波穹窿到错那一线发育一系列大型、成分特征各异的淡色花岗岩体，是研究大型淡色花岗岩体构建过程和热效应的野外实验室。拟重点解剖打拉、拿日雍错和错那岩体，开展野外地质调查和剖面研究，综合岩相学观测、高精度地球化学和地质年代学测试和理论分析，重点确定（1）这些性质各异的花岗岩体所代表的部分熔融类型；（2）淡色花岗岩的形成时代和岩浆寿命（Life-time），限定大型淡色花岗岩体的构建机制；（3）围岩的变质反应特征和变质作用时代，探讨围岩的热响应程度（接触变质作用的级别和部分熔融作用程度）。为重建特提斯喜马拉雅带的物质组成和结构，重塑自始新世以来，喜马拉雅造山带所经历了构造岩浆过程，深化理解碰撞造山带大型淡色花岗岩体侵位的热效应等提供新的实例和限定。

通过对喜马拉雅造山带拿日雍错—错那及相关地区的高级变质岩、混合岩和淡色花岗岩的岩石学、地球化学和地质年代学等研究，确定了研究区地壳深熔作用时限和地球化学特征，取得了一系列重要进展和成果，共发表论文17篇，其中SCI论文8篇，国内外会议摘要13篇。主要进展包括：（1）揭示了喜马拉雅淡色花岗岩的熔体活动时间和作用方式。大型淡色花岗岩岩体的熔体活动时间尺度为1-2 myr，熔体形成具有脉冲式特征。（2）发现喜马拉雅造山带经历了渐新世地壳深熔作用，佩枯错和夏如淡色花岗岩都是复合岩体, 由含电气石淡色花岗岩、含黑云母淡色花岗岩和含石榴石淡色花岗岩组成。（3）厘定了马拉山二云母花岗岩是变泥质岩水致白云母部分熔融的产物，与藏南南北向裂谷系的东西向伸展作用相关。（4）揭示了地壳深熔作用与喜马拉雅造山带构造转换之间的关系，提出淡色花岗岩是研究大型造山带中—下地壳物理和地球化学行为的岩石探针的认识。（5）揭示了喜马拉雅造山带碰撞早期构造岩浆事件的岩石与地球化学特征，为深入理解大型碰撞造山带的碰撞早期历史及深部构造过程提供了重要的限定。（6）甄别出喜马拉雅淡色花岗岩的两类变泥质岩地壳深熔作用—白云母脱水熔融作用和水致白云母部分熔融作用。（7）揭示了喜马拉雅变泥质岩的变质作用也具有脉冲式特征。高喜马拉雅含蓝晶石变泥质岩记录了从~35 Ma至~28 Ma的高级变质作用，锆石结构特征和年龄序列表明，高级变质作用与脉冲的形式发生。这些成果为深化理解在缩短增厚的构造背景下，壳源岩浆系统的演化特征及其效应提供了关键的实例。同时，新观测结果不仅验证的早期理论模拟和实验研究的预测，而且拓展了不同地壳深熔作用反应可导致熔体高场强元素变异和Sr-Hf同位素耦合等效应，为深入理解地壳深熔作用过程中元素和同位素地球化学行为提供了新限定，为利用花岗岩的地球化学特征来反演地壳深部过程提供了新思路。