东昆仑造山带东段志留纪-泥盆纪中性岩的成因及其构造意义

Petrogenesis and Tectonic Implications of Silurian to Devonian Intermediate Rocks from East Part of East Kunlun Orogenic Belt

摘要

细致地调查与研究同折返或后碰撞岩浆岩能为理解大陆深俯冲-折返中的壳-幔相互作用及恢复碰撞造山带构造演化历史提供非常关键的线索.以东昆仑东段巴隆-金水口地区晚志留世-泥盆纪同折返期中性岩类为研究对象，开展锆石U-Pb年代学、岩石学、地球化学和同位素地质学等综合研究，以期为深入认识东昆仑造山带同折返期岩浆形成机制及其始特提斯洋构造演化提供新的证据.结果显示，巴隆和金水口地区中性岩的锆石U-Pb年龄分别为420 Ma和405 Ma，与东昆仑地区榴辉岩的折返时限重叠.其中，巴隆闪长玢岩具有相对低的MgO、Mg^#以及相对高的K₂O，而金水口闪长岩则具有相对高的MgO、Mg^#以及相对高的Na₂O.巴隆闪长玢岩的Nb/La比值随着Mg^#降低而降低，符合同化混染与分离结晶作用（assimilation and fractional crystallization，AFC）的成分演化趋势，并且样品在La/Sm-La图解中投影均落在分离结晶演化曲线上.但是金水口闪长岩的Nb/La比值与Mg^#之间不存在线性正相关关系，样品在La/Sm-La图解中投影均落在部分熔融曲线上.此外，与金水口闪长岩相比，巴隆闪长玢岩具有相对高的I _sr值和相对低的ε _Nd（t）值，并且显示更高的初始岩浆熔体温度.综合本文岩石学和地球化学等研究成果，可以确定巴隆和金水口地区两套中性岩的形成分别与玄武质岩浆的分离结晶与地壳混染、下地壳玄武质岩石的部分熔融有关.结合区域上已报道的最新研究资料，可以判断，这些中性岩类应形成于碰撞后伸展的环境中，板片断离很可能是触发东昆仑晚志留世-泥盆纪大规模同折返期岩浆活动关键因素.东昆仑地区至少从440 Ma开始进入大陆碰撞及陆壳深俯冲阶段.

关键词

中性岩 / 陆壳折返 / 志留纪-泥盆纪 / 始特提斯 / 东昆仑造山带 / 岩石学

Key words

intermediate rock / continental exhumation / Silurian to Devonian / proto-tethys / East Kunlun orogenic belt / petrology

板块俯冲能够将地壳物质输送到深部地幔中，引发强烈的壳-幔相互作用，进而会导致地幔成分的不均一性.洋壳俯冲作用通常会诱发受俯冲组分改造的富集地幔楔的部分熔融、年轻洋壳熔融以及熔体-地幔橄榄岩相互作用等，进而在俯冲带上盘形成一系列不同成分类型的弧岩浆岩（Defant and Drummond， 1990； Spandler and Pirard， 2013）.在过去三十多年里，大量研究揭示大陆壳同样也可以俯冲至地幔深部（Smith， 1984； Sobolev and Shatsky， 1990），经历显著的高压-超高压变质作用，并且能够再次折返至地壳位置（Zhao et al.， 2013）.与洋壳俯冲带相比，陆壳俯冲带往往缺乏与弧型火山岩对应的同俯冲岩浆岩，但是却能产生许多同折返或者后碰撞阶段的岩浆岩（郑永飞和陈伊翔， 2019）.因此，细致地调查与研究这些同折返或后碰撞岩浆岩，能够为深入理解大陆深俯冲-折返中的壳-幔相互作用，并为恢复碰撞造山带构造演化历史提供关键线索.

位于青藏高原北部的东昆仑造山带是横贯中国大陆的中央造山带的重要组成部分，其发育一条可与冈底斯媲美的巨型岩浆岩带，是研究青藏高原特提斯构造演化与成矿作用的天然实验室（莫宣学等， 2007； 许志琴等， 2013； Dong et al.， 2018）.该造山带以发育大规模的早古生代（ -D）和晚古生代-早中生代（P-T）花岗质侵入体为特征，记录了从始特提斯至古特提斯的复合构造演化过程（莫宣学等， 2007）.与晚古生代-早中生代相比，早古生代侵入岩出露相对较少.已有的研究揭示东昆仑造山带的西段和东段早古生代岩浆岩以泥盆纪侵入岩为特征，其分布面积约占全部早古生代侵入岩的60%（刘彬等， 2012）.这些泥盆纪侵入岩主要包括I型、S型和A型花岗岩，以及少量闪长岩和辉长岩等，并且通常认为其为碰撞后伸展阶段岩浆活动的产物（赵振明等， 2008；刘彬等， 2012，2013，2013b）.然而，对于该造山带内早古生代中性岩浆作用的研究至今仍相对薄弱，有关中性侵入岩的分布特征、岩浆源区组成及其成因机制等仍缺乏有力约束（崔美慧等， 2011）.近年来，学者们在东昆仑造山带内陆续发现了多处榴辉岩，厘定了一条长达530 km的高压变质带（国显正等， 2018）.这些榴辉岩的原岩多以新元古代大陆玄武质岩石为主（~934 Ma；Meng et al.， 2013），其发生高压变质时限为425~436 Ma（Meng et al.， 2013； 张照伟等， 2017； Song et al.， 2018），发生退变质或折返的时间为390~420 Ma （张照伟等， 2017；国显正等， 2018；Song et al.， 2018）.作者及所在的研究团队最近在东昆仑造山带东段发现了一套志留纪-泥盆纪中性侵入岩，其形成时代（405~420 Ma）在误差范围内与这些榴辉岩的折返时限重叠.因此，对这些中性岩类开展详细的锆石U-Pb年代学、岩石学、地球化学和同位素地质学研究，不仅有助于深入理解东昆仑造山带同折返期岩浆形成机制及其深部壳-幔相互作用，而且对于系统剖析青藏高原乃至整个中央造山带早古生代构造-岩浆演化过程具有重要的意义.

1 地质背景及样品采集

东昆仑造山带位于柴达木盆地以南、巴颜喀拉-松潘-甘孜以北（图1a）.该造山带以昆中缝合带（或昆中断裂带）为界可划分为昆北地体和昆南地体两个构造单元（图1b）.昆中缝合带是东昆仑造山带内一条非常重要的构造分界线，其西起博卡雷克塔格，东至大干沟、清水泉、青根河和鄂拉山，并被鄂拉山断裂截断.沿着昆中断裂带已经陆续发现了许多早古生代蛇绿岩组分（例如，超基性岩、辉长岩、辉绿岩和基性火山熔岩等），这些岩石多以岩片或者岩块形式赋存在前寒武纪变质岩系或早古生代纳赤台群中.昆北地体以出露大面积前寒武纪基底岩石和花岗质侵入岩为特征（Dong et al.， 2018）.古元古代金水口岩群由一套高角闪岩相-麻粒岩相变质岩系组成，由下部白沙河岩群和上部小庙岩群构成（王国灿等， 2007；陈有炘等， 2011）.下部白沙河岩群由角闪岩、混合岩、片麻岩和大理岩组成，其形成时代为1.9~2.0 Ga.而上部小庙岩群则由片岩、片麻岩、大理岩和石英岩等组成，其形成时代偏年轻，为1.6~1.7 Ga.昆南地体在基底成分上与昆北地体存在较明显区别，以出露苦海杂岩为特征.该套杂岩成分包括角闪岩、片岩、片麻岩和混合岩，其形成时限为1.1~2.3 Ga（王国灿等， 2007）.伴随着始特提斯-古特提斯板块俯冲-碰撞造山作用，东昆仑造山带出露了大量的早古生代（ -D）和晚古生代-早中生代（P-T）岩浆岩.

本文研究的志留纪-泥盆纪中性侵入岩位于昆北地体内，包括巴隆地区闪长玢岩和金水口地区闪长岩.其中，巴隆闪长玢岩以岩墙的形式侵入到志留纪花岗岩体中（~423 Ma，据本项目组未刊资料；图1d），出露规模较小，由3条沿北东-南西走向的岩墙构成.岩墙厚度不等，从40 cm到3 m均有分布.闪长玢岩样品为深灰色，斑状结构（图2c），斑晶多由斜长石和少量角闪石矿物组成，占40%~45%.基质成分主要为角闪石、石英和斜长石微晶等，占55%~60%.斑晶斜长石多为板状，自形-半自形晶，可见聚片双晶结构，表面多发生一定程度的蚀变，被绢云母和粘土矿物所取代（图2c）.金水口闪长岩体出露面积相对较少（约0.4 km²），主要侵入到跃进山早泥盆世花岗岩中（407±3 Ma；刘彬等， 2012），岩体局部出现少量不规则状花岗岩捕掳体（图2b）.闪长岩样品为灰白色，中细粒结构，块状构造，典型的矿物组合为角闪石（20%~25%）、斜长石（55%~60%）、黑云母（5%~10%）以及少量石英（<5%）和不透明金属矿物（<5%）.其中，角闪石自形程度较好，部分切面可见两组完全解理，可见部分角闪石蚀变为黑云母.斜长石多数具明显的环带结构，但聚片双晶发育较差（图2d）.石英多呈细小的它形粒状充填在角闪石和斜长石的间隙中.

2 测试方法

在对巴隆闪长玢岩和金水口闪长岩开展详细野外地质调查和岩相学分析基础上，选择新鲜、无裂隙和缺少后期穿插脉体的岩石样品进行粗碎-细碎，将其粉碎至200目以下，然后将其分成3份样品，分别用于主量元素、微量元素及全岩Sr-Nd同位素比值分析.还要选择典型样品进行锆石分选，通过机械粉碎、重磁电分选和双目镜下手工提纯后，选取晶形相对良好的代表性锆石来制靶.制靶完成后，借助阴极发光图像（CL）和透-反射光照片等完成对锆石进行形貌学和成因分析，在此基础上选出合适的激光剥蚀点位.其中，本文研究的巴隆闪长玢岩样品分别取自3条不同的岩墙中，其中用于锆石测年的样品（HT01-1）取自厚度最大的一条岩墙.

锆石U-Pb同位素测年分析在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室采用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）完成.其中ICP-MS和激光剥蚀装置分别为Agilent 7500a和GeoLas 2005.采用和氩气和氦气分别作为补偿气和载气来调节激光剥蚀过程中的灵敏度.分析数据的离线处理（包括元素含量、U-Th-Pb同位素比值及年龄计算等）采用软件ICPMSDataCal完成，具体数据处理方法和仪器操作条件等详见Liu et al. （2010）.锆石U-Pb谐和图及平均年龄计算采用ISOPLOT软件完成.岩石主量元素有关氧化物含量是在湖北省地质实验研究所武汉综合岩矿测试中心采用X荧光光谱α系数测定法完成，其中，H₂O和CO₂分别采用重量法和非水滴定法测定，分析精度均为1%（但H₂O除外）.微量元素（包括稀土元素）的测定是在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室使用Agilent 7500a ICP-MS（Musashinoshi， Nakacho， Tokyo， Japan）仪器完成.其中，需要在Teflon溶样弹中加入HF和HNO₃并且在195 ℃条件下消解样品48 h.具体的微量测试前处理、实验测试条件及数据处理方法等可见Liu et al.（2008）.岩石Sr-Nd同位素组成在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室采用热电离同位素质谱仪（TIMS，Triton T1）和多接收等离子体质谱仪（MC-ICP-MS）完成.先称取Sr-Nd同位素测试的样品50 mg，装入溶样弹，并加入HNO₃+HF混合酸，密封放入烘箱溶解（190 ℃，48 h）.分析过程中，使用各种标样（例如NBS987、La Jolla）进行监测.具体的样品前处理、仪器条件及上机测试方法等详见Gao et al.（2004）.

3 测试结果

3.1　锆石U-Pb年龄

本文作者及所在的研究团队曾利用LA-ICP-MS方法对金水口闪长岩样品（YJ07-1）开展锆石U-Pb测年，获得其结晶年龄为405±3 Ma（刘彬， 2011）.因此，本次主要对巴隆地区闪长玢岩开展锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年.

针对代表性样品（HT01-1）共分析19颗锆石和19个测点，有关的测试结果及计算的相关参数可见表1.该样品中的锆石多为半自形-他形柱状晶，无色-淡黄色，其粒径多分布在50~150 μm范围内.绝大多数锆石在阴极发光图像上显示宽板状的环带或者弱分带特征（图3），其中15颗锆石的测点均给出高的Th/U比值（0.77~1.79）， 总体上与典型中性岩浆结晶成因锆石特征基本一致（Liu et al.， 2021）.这些锆石测点给出相对一致的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄，集中分布在416 Ma至421 Ma之间（图3），其加权平均年龄为420±3 Ma（MSWD=0.18），代表了巴隆闪长玢岩的结晶年龄.另外4颗锆石多具有明显的继承核，4个测点的Th/U比值相对较低（0.29~0.55）.这些测点给出相对老的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄，分别为548 Ma、684 Ma、1 382 Ma和2 089 Ma，应该为岩浆上升侵位中从围岩中捕获锆石年龄.

3.2　岩石地球化学成分

两套岩石样品的主量元素、稀土元素和微量元素分析结果及计算相关参数详见表2.

巴隆闪长玢岩样品具有较高的SiO₂（56.27%~61.67%）、FeOt（5.07%~9.03%）和碱含量（Na₂O+K₂O为5.96%~11.46%），中等程度Al₂O₃（14.95%~18.03%），以及低的MgO（0.48%~2.90%）、Mg^#（14~37）和Na₂O（2.93%~4.15%）.岩石样品具有低的Nb/Y含量（0.36~0.56），在Zr/TiO₂-Nb/Y图解中显示亚碱性特征，并且样品落在安山岩-流纹岩成分范围内（图4a）.岩石样品具有相对高的K₂O（3.03%~7.31%），在K₂O-SiO₂图解中投影落在高钾钙碱性-钾玄岩成分系列内（图4b）.巴隆闪长玢岩具有相对高的稀土元素总量（ΣREE为154.16×10^-6~348.40×10^-6），在稀土元素球粒陨石标准化图解上要明显富集轻稀土和亏损重稀土（图5a；（La/Yb）_N为9.56~12.36）.除其中1件样品（HT06-1）外，其余岩石样品显示较明显的Eu负异常，其δEu为0.67~0.90.根据岩相学的观察结果，HT06-1样品的高钾和富Eu成分特征很可能与碱性长石捕掳晶的存在有关.绝大多数岩石样品相对原始地幔富集Rb、Th和U等大离子亲石元素和轻稀土元素，亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素（图5b）.

与巴隆闪长玢岩样品相比，金水口闪长岩样品具有相对低的SiO₂（55.43%~58.68%）、FeOt（5.36%~7.31%）和碱含量（Na₂O+K₂O为4.71%~6.15%），相对高的MgO（2.97%~3.98%）、Mg^#（46~51）和Na₂O（3.43%~3.74%）.岩石样品总体上也具有相对低的Nb/Y含量（0.44~0.45），在Zr/TiO₂-Nb/Y图解中投影落在安山岩成分范围内，显示亚碱性成分特征（图4a）.岩石样品具有相对低的K₂O（1.25%~2.03%），在K₂O-SiO₂图解中投影落在钙碱性-高钾钙碱性成分系列内（图4b）.岩石样品多具有相对低的稀土元素总量，其ΣREE为117.16×10^-6~179.79×10^-6.稀土元素球粒陨石标准化图解显示，岩石样品轻稀土相对富集，重稀土相对亏损（图5a；（La/Yb）_N为9.30~19.64），并且具有较明显的Eu负异常（δEu为0.77~0.88）.微量元素原始地幔标准化蛛网图也显示所有岩石样品富集Rb、Th和U等大离子亲石元素和轻稀土元素，亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素（图5b）.

3.3　Sr-Nd同位素组成

本次Sr-Nd同位素研究共测定巴隆闪长玢岩样品2件、金水口闪长岩样品3件.岩石Sr-Nd同位素相关比值以t = 400 Ma为基准进行计算，具体的测定结果及计算相关参数见表3.

结果显示，巴隆闪长玢岩样品总体上具有相对高的初始Sr同位素比值（I _sr为0.711~0.712），相对低的ε _Nd（t）值（-6.4~-6.3）.而金水口闪长岩则具有相对低的I _sr值（0.708~0.709）和相对高的ε _Nd（t）值（-3.9~-3.3）.这些特征反映两套中性岩很可能来自两套不同成分类型的岩浆源区（图6）.

4 讨论

4.1　岩石成因

中性岩类（包括安山岩和闪长岩等）是汇聚板块边缘最重要的岩石类型之一，其成分通常与大陆壳的平均组分类似（Rudnick and Gao， 2003）.因此，中性岩的成因一直是国内外研究的热点（Taniuchi et al.， 2020； 张晓智等， 2021）.目前已经提出了多种成因模式，主要包括（1）玄武质岩浆的分离结晶与地壳混染（AFC过程； Sisson and Grove， 1993），（2）含水地幔橄榄岩的部分熔融（Hirose， 1997； Tamura et al.， 2016），（3）俯冲板片熔体与地幔橄榄岩的相互作用（Kepezhinskas et al.， 1996），（4）拆沉的加厚下地壳来源熔体与地幔橄榄岩的相互作用（Gao et al.， 2004），（5） 中-下地壳玄武质岩石的部分熔融（Petford and Atherton， 1996），（6）玄武质岩浆与长英质岩浆的混合作用（Sakuyama， 1981）.

俯冲板片熔体或者加厚下地壳来源熔体与地幔橄榄岩之间的相互作用往往会形成具有埃达克质成分特征（Sr/Y>20，La/Yb>20，Y<10×10^-6，Yb<1×10^-6；Castillo， 2012）的富镁中性岩类（Kepezhinskas et al.， 1996；Gao et al.， 2004）.与典型埃达克质富镁中性岩类成分相比，本文研究的巴隆闪长玢岩样品具有相对低的Mg^#值（14~37）、Sr/Y和La/Yb比值（分别为5.04~10.20和14.14~18.29）以及相对高的Y和Yb（分别为（24~50.09 ）×10^-6和（2.21~4.27）×10^-6）.尽管金水口闪长岩样品具有相对高的Sr/Y比值（25.07~35.70），但是其却具有相对低的La/Yb比值（13.76~29.07）以及相对高的Y和Yb含量（分别为（1.43~1.60）×10^-6和（18.16~20.58）×10^-6）.这些特征表明巴隆-金水口中性岩类不可能是俯冲板片熔体或者拆沉的加厚下地壳来源熔体与地幔橄榄岩相互作用的岩浆产物.尽管含水地幔橄榄岩的部分熔融可以形成部分中性岩浆（Hirose， 1997），但是这种熔融机制通常需要满足一些非常严苛的条件，例如熔融温度和压力相对较低（1 000~1 050 °C和1 GPa）、接近水饱和环境及其残留固相为方辉橄榄岩等，并且在这种机制下形成的中性岩浆通常具有很高的MgO和Mg ^# （大于65）.与典型高镁安山岩成分相比，巴隆闪长玢岩和金水口闪长岩样品均具有显著低的MgO和Mg^#（分别为14~37和46~51），表明这两套岩石的形成与含水地幔橄榄岩的部分熔融并不存在任何的成因联系.考虑到这两套中性岩均不发育暗色微粒包体，岩相学上也缺少与岩浆混合有关的不平衡结构，因此可以排除玄武质-长英质岩浆混合的成因模式.

地壳尺度下岩浆的分离结晶和同化混染作用（AFC过程）通常会导致Nb/La比值随着Mg^#的降低而出现明显降低的趋势.巴隆闪长玢岩样品的Nb/La比值与Mg^#呈现较为明显的线性正相关关系，符合AFC成分演化趋势（图7a）.样品在La/Sm-La图解中投影均落在分离结晶演化曲线上（图7b），样品的K₂O/Na₂O比值随着Mg^#的降低而呈现升高的趋势（图8），进一步指示巴隆闪长玢岩样品的形成很可能与玄武质岩浆的分离结晶与地壳混染有关.以Mg^#为横坐标构建的协变图解显示，闪长玢岩样品的FeOt、TiO₂、P₂O₅、CaO、CaO/Al₂O₃随着Mg^#的降低而降低，表明辉石、Fe-Ti氧化物和磷灰石等矿物分离结晶对巴隆闪长玢岩成分具有显著的影响.基于Sr-Nd同位素组分的二端元混合计算结果揭示玄武质岩浆在分异演化过程中可能混染了10%~15%的陆壳物质（图6）.

然而，金水口闪长岩样品的Nb/La比值与Mg^#之间并不存在明显的线性相关关系（图7a）.所有样品均具有基本一致的稀土-微量元素分布型式以及相对集中的Sr-Nd同位素初始比值（图5和图6）.样品在La/Sm-La图解中投影均落在部分熔融曲线上（图7b）.这些特征共同指示这两套中性岩类的形成与玄武质分离结晶与地壳混染并不存在任何密切的成因联系.岩石样品具有相对低的K₂O/Na₂O比值，在基于实验岩石学资料构建的多种图解（例如，K₂O/Na₂O-CaO/（MgO+FeOt））均落在变玄武岩部分熔融的范围内（图9a）.金水口闪长岩样品具有相对低的I _sr值（0.708~0.709）和相对高的ε _Nd（t）值（-3.9~-3.3），在Sr-Nd同位素组成可与东昆仑早古生代源自富集岩石圈地幔组分的镁铁质岩成分类比（图6）.这些特征进一步表明，金水口闪长岩的形成很可能与下地壳玄武质岩石的部分熔融有关.

锆石通常是中酸性岩浆早期结晶的矿物，其中的Zr元素分配系数对岩浆温度非常敏感，Ti元素含量与TiO₂活度、SiO₂活度及温度有关，并且锆石中Ti替代Si的比例与温度变化关系明显（Watson and Harrison， 1983； Miller et al.， 2003； Ferry and Watson， 2007）.因此，可以使用基于岩石Zr含量的锆石饱和温度计和锆石Ti含量温度计来综合评价初始岩浆熔体的温度特征.计算结果（表4）显示，巴隆闪长玢岩的锆石Zr饱和温度为764~922 ℃（图9b），锆石Ti含量温度为849~963 ℃；金水口闪长岩的锆石Zr饱和温度为722~747 ℃（图9b），锆石Ti含量温度为711~749 ℃.

4.2　构造意义

本次将综合本文及区域上已报道的最新研究成果来揭示东昆仑早古生代中性岩形成的构造背景，在此基础上进一步分析东昆仑同折返期岩浆形成的深部动力学机制，为深入认识与理解东昆仑早古生代构造-岩浆演化过程提供重要依据. 区域上已有的研究成果为限定东昆仑始特提斯洋盆的扩张、俯冲消减至最终关闭提供了一些重要线索.在昆中缝合带中发现的清水泉等早寒武世蛇绿岩（518~522 Ma；Yang et al.， 1996）指示始特提斯洋盆在寒武纪早期已经存在.早寒武世-早志留世时期，东昆仑地区发育了一系列具有弧特征的岩浆岩及低压角闪岩相-麻粒岩相变质岩（图10；438~515 Ma；李怀坤等， 2006； 张亚峰等， 2010； 刘彬等， 2013b），表明该时期洋盆仍然处于俯冲消减阶段.泥盆纪岩浆活动非常频繁，在东昆仑造山带的东段和西段均出露大量的I型、S型和A型花岗岩，以及少量的闪长岩和辉长岩等，通常被认为是碰撞后伸展阶段岩浆活动的产物（图10；391~411 Ma；刘彬等， 2012， 2013a； 赵振明等， 2008）.本文研究的金水口闪长岩侵入到跃进山早泥盆世花岗岩中，其结晶年龄（405±3 Ma）正好位于泥盆纪岩浆活动的时限内，表明其应该形成于一个碰撞后伸展的环境中.巴隆闪长玢岩的结晶年龄（420±3 Ma）要晚于深俯冲陆壳发生榴辉岩相变质的时限（425~436 Ma），并且与榴辉岩发生退变质或者折返的初始时限（~420 Ma）在误差范围内一致，表明其应该形成于碰撞后伸展的早期阶段.

在许多碰撞造山带中，碰撞后阶段岩石圈拆沉和板片断离常常是引发软流圈地幔上涌、大量玄武质岩浆底侵供热以及促使地壳组分发生大规模熔融的两个关键因素（Davies and von Blanckenburg， 1995； Bonin， 2004； Dokuz， 2011）.岩石圈拆沉触发的岩浆活动通常会呈现面状分布特征，而板片断离引起的岩浆活动则会呈现狭窄线性分布特征，并且板片断离会导致地壳快速抬升（Davies and von Blanckenburg， 1995； Xu et al.， 2006； Dokuz， 2011）.综合本文及区域上最新研究成果可以发现，整个东昆仑地区晚志留世-泥盆纪岩浆活动大多沿着NW-SE向展布，呈现狭窄的线性分布特征（图1）.东昆仑地区牦牛山组磨拉石建造形成时间为400~423 Ma（陆露等， 2010），暗示这一时期东昆仑地区大陆地壳出现快速隆升.这些特征共同指示这一时期东昆仑地区很可能存在板片断离作用.值得注意的是，在世界上许多高压-超高压带内，板片断离作用常常引发软流圈地幔的上涌进而导致大量超高压-高压岩石发生折返，并且这一过程玄武质岩浆底侵促进地壳熔融从而产生大规模中酸性岩浆活动（Davies and von Blanckenburg， 1995； Zhang et al.， 2011）.与寒武纪-奥陶纪和泥盆纪这两个不同时期中性岩相比，巴隆闪长玢岩岩墙具有显著高的初始岩浆温度（图9b，表4），并且其岩石成因分析也揭示这些闪长玢岩的形成与高温玄武质岩浆的分离结晶与陆壳混染有关，表明这一时期东昆仑陆壳已经明显受到高温玄武质岩浆活动的影响.值得注意的是，近年来的研究也揭示东昆仑地区晚志留世-早泥盆世镁铁质岩类较为发育（图10；张照伟等， 2018； Tang et al.， 2020），这些镁铁质岩多侵入到同时期的花岗质侵入岩体，但是其分布面积要明显小于花岗质侵入岩（图1），表明这一时期东昆仑陆壳下部存在大量的玄武质岩浆底侵作用.因此，本文认为板片断离很可能是触发东昆仑地区晚志留世-泥盆纪大规模同折返岩浆活动的关键因素之一.在这一背景下，板片断离引发东昆仑地区深部软流圈地幔上涌和大量高温玄武质岩浆的底侵.这些高温玄武质岩浆一方面会进入陆壳并且通过AFC方式形成巴隆地区闪长玢岩岩墙，另一方面会持续底侵供热导致下地壳玄武质岩石发生熔融形成金水口地区闪长岩.

此外，最新数值模拟和观测结果揭示，板片的强度控制着板片断离的开启以及板片撕裂速度（van Hunen and Allen， 2011）.一个古老的、强度大的俯冲板片更容易发生断离（van Hunen and Allen， 2011），其发生初始断离所用时间（碰撞发生后20~25 Ma）要明显晚于一个年轻的、强度小的俯冲板片（碰撞发生后约10 Ma）.正如上文所述，东昆仑始特提斯洋盆至少从522 Ma开始扩张，经历了一段较长时间（~77 Ma）的俯冲消减，指示该区很可能发育一个古老的、强度相对较大的俯冲板片.那么，在这种情况下，若假定板片断离开启的时间为420 Ma， 东昆仑地区则至少从440 Ma开始进入大陆碰撞及陆壳深俯冲阶段.

5 结论

（1）晚志留世-泥盆纪中性岩的锆石U-Pb年龄为405~420 Ma，与东昆仑地区榴辉岩折返时限在误差允许范围内存在明显重叠.

（2）巴隆和金水口地区两套中性岩的形成分别与玄武质岩浆的分离结晶与地壳混染（AFC）、下地壳玄武质岩石的部分熔融有关，但是巴隆中性岩很可能具有更高的初始岩浆温度.

（3）结合区域上已报道的最新研究资料可以判断，这些中性岩应该形成于碰撞后伸展的环境中，板片断离作用很可能是触发东昆仑晚志留世-泥盆纪同折返期岩浆活动关键因素之一.东昆仑地区至少从440 Ma进入大陆碰撞及陆壳深俯冲阶段.

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