摘要
青藏高原是研究大陆碰撞造山作用的天然实验室，其主体是印度和亚洲两个大陆碰撞后陆内岩石圈演化的产物。两个块体之间物质是如何交换以及地壳如何增厚一直是国内外固体地球科学家关注的前沿科学问题。位于藏南拉萨地块的冈底斯花岗岩基记录了亚洲大陆南部由特提斯洋俯冲向大陆碰撞转变的地壳生长、再造和演变过程。相比于大陆弧环境，大陆碰撞时期形成的花岗岩的源区组成可能更为多样，可能包括俯冲的大陆岩石圈、滞留的大洋岩石圈、上覆板块的岩石圈以及软流圈等不同圈层来源的物质交互作用。已有研究发现冈底斯岩基部分地区的古近纪花岗岩的Sr-Nd-Hf等放射性同位素存在从亏损到富集的转变，但由于拉萨岩石圈的同位素组成不均一性，其是否与俯冲的印度大陆岩石圈有关还是拉萨岩石圈演化的结果仍存在很大争议。本文选取了藏南冈底斯岩基森布日花岗岩进行了系统的野外地质调查、岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和Sr-Nd-Pb-Hf多元同位素地球化学综合研究，取得如下成果: (1)森布日岩基主要由花岗岩和二长花岗岩组成，锆石定年结果表明花岗岩形成于～46 Ma,二长花岗岩形成于～43 Ma; (2)森布日始新世花岗岩均属于I型花岗岩，与花岗岩相比，二长花岗岩具有更富集的全岩 Sr(87Sr/86Sr(i)=0.704553～0.704741 vs 0.710447～0.710876)、Nd(143Nd/144Nd(t)=0.512749～0.512766 vs 0.512277～0.512294)和 Pb(206Pb/204Pb(i)=18.59～18.67 vs 18.60～18.86;207Pb/204Pb(i)=15.60～15.72 vs 15.72～15.73;208Pb/204Pb(i)=38.76～39.07 vs 39.03～39.10)同位素以及锆石Hf同位素组成。详细的地球化学分析表明花岗岩源于新生的基性下地壳部分熔融，二长花岗岩则源于古老的基性下地壳熔融; (3)依据二长花岗岩更高的全岩La/Yb,表明它们来自更深的源区。森布日花岗岩的元素和同位素地球化学成分变化揭示出拉萨始新世下地壳同位素组成的“倒转”现象，暗示一些古老物质循环到了拉萨新生下地壳的底部。结合拉萨地块和喜马拉雅不同类型岩石的地球化学组成以及区域地质资料，本文提出印度下地壳在始新世时期可能以低角度俯冲底垫到了拉萨下地壳底部。
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