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印度下地壳俯冲：Li同位素证据

2、地球化学 > 专题3：地球系统物质循环与层圈相互作用

尽管并不清楚是印度地壳的哪部分参与了高原隆升，但通常认为印度陆壳俯冲解释了青藏高原的形成。研究表明，拉萨地块后碰撞富钾火山岩能限制青藏高原岩石圈结构及其隆升机制。然而，其岩石成因和地球动力背景仍然存在很大争议。本文分析了87件拉萨地块钾质、超钾质和富镁钾质火山岩的锂同位素组成、全岩地球化学和Pb–Sr–Nd同位素组成，用以限制其地幔源区和岩石成因。钾质、超钾质和富镁钾质火山岩具有类似的锂同位素组成，分别为−4.9‰～+3.2‰、−3.9‰～+1.7‰和−1.2‰～+3.5‰。可以分为两组：Group I（19件）具有重的7Li值（+1.0‰～+3.5‰），类似于洋中脊和洋岛玄武岩的锂同位素组成；Group II（68件）具有轻的7Li值（−4.9‰～+1.0‰），类似于印度下地壳的锂同位素组成。这些变化的锂同位素组成不是扩散同位素分馏或俯冲洋壳脱流体造成的，而是记录了早-中中新世次大陆岩石圈地幔的同位素特征。该文证实了拉萨地块之下存在轻的锂同位素组成地幔区，归因于俯冲印度下地壳流体/熔体相互作用的结果。印度下地壳与交代岩石圈地幔的模拟计算可以解释钾质、超钾质和富镁钾质火山岩的成分变化。这三套岩石是次大陆岩石圈地幔部分熔融形成的，该地幔受到俯冲印度下地壳流体/熔体的交代，交代比例分别为4–14%、4–10%和6–10%。锂同位素数据指示印度下地壳俯冲到中拉萨地块之下，从而为青藏高原的形成提供了新证据。