前新生代俯冲侵蚀与地壳物质再循环研究取得重要进展
俯冲侵蚀是汇聚板块边缘上覆板块物质被刮削并随俯冲板片沿俯冲隧道进入到地幔的地质过程，是全球地壳物质再循环的一种重要途径。这已被新生代活动俯冲带的大量地球物理观测资料所证实。该过程的发生主要与无震海岭、大洋高原、海山链或洋中脊等海底正高地形随俯冲板片进入俯冲带有关。新生代活动俯冲带一些埃达克岩的形成被认为可能与俯冲侵蚀过程有关。另外，大量研究显示，与新生代发生的俯冲侵蚀过程相伴，还常出现弧岩浆前锋向大陆内侧迁移、弧前地壳部分截切、弧前盆地快速沉降、弧前由老到新的沉积物记录快速的碎屑沉积物源更新等现象。这些为识别消亡俯冲系统存在的俯冲侵蚀作用提供了重要线索。然而，消亡的俯冲系统由于缺乏俯冲大洋板块的地形资料和完整的弧岩浆岩系列岩石等因素，使得识别古老俯冲带中是否曾经发生过俯冲侵蚀作用尤其困难。这明显削弱了俯冲侵蚀在新生代以前全球地壳物质循环中所发挥的重要作用。
针对上述科学问题，中国科学院广州地化所、深地科学卓越创新中心岩石学学科组杨宗永博士（现为中科院地化所博士后）和王强研究员等对青藏高原中部尼玛县地区的中侏罗世康琼埃达克岩开展深入研究，确定了前新生代俯冲侵蚀作用的存在。尼玛县东部距离班公湖-怒江缝合带仅~20 km的康琼埃达克岩（图1）形成于晚侏罗世（~155 ma）。大量的地质、岩浆和古地磁证据显示，南羌塘和北拉萨地块之间的班公湖-怒江洋在白垩纪闭合，因此晚侏罗世康琼埃达克岩为俯冲阶段岩浆产物。康琼埃达克岩以富钠、高sr/y（图2a-b）、富集sr-nd同位素、正常幔源岩浆锆石o同位素和偏低的全岩zr饱和温度（700-800oc）为特征。其富集的sr-nd同位素不能由地壳混染或俯冲沉积物熔融产生，而更可能是源区混合的结果。结合大量实验岩石学的资料，揭示康琼埃达克岩浆的形成条件为1.5-2.5 gpa压力条件下的水致熔融（图2c）。进一步的证据显示，作为班公湖-怒江洋在晚中生代向北俯冲系统的上盘，南羌塘在此时可能发生了俯冲侵蚀作用，这些证据包括：（1）区域上同期及更早的弧岩浆具有明显的向北侧迁移的趋势（图1和2d）；（2）稍早时期的残留弧前碎屑沉积记录了快速的沉降事件；（3）该弧岩浆岩与缝合带之间的极短距离（指示部分弧前地壳被俯冲过程截切）；（4）前人的pb同位素指示康琼埃达克岩的岩浆源区包含类似南羌塘地壳的组分。因此，康琼埃达克岩记录了岩浆侵位之前发生了俯冲侵蚀作用（图3），即俯冲带上盘南羌塘地壳组分被带入弧下地幔深度[50-80 km（1.5-2.5 gpa压力范围内）]发生了部分熔融形成了埃达克质岩浆。该岩浆岩为前新生代消亡俯冲带曾发生的俯冲侵蚀作用提供了首个岩浆岩证据，其与新生代活动俯冲带的研究实例共同表明，俯冲侵蚀可能是板块构造启动后陆壳物质再循环的一种重要方式。
图1 简化的羌塘地块南部侏罗纪岩浆岩分布图
kq: 康琼埃达克岩；um：超镁铁质岩； jm：木尕岗日群（增生杂岩）
图2 康琼埃达克岩的主要地球化学特征（a-b），熔融条件（c）及弧岩浆时空变化（d）
图a中十字和虚线阴影区为埃达克岩富水体系相平衡实验熔体范围，黄色菱形代表菲律宾pinatubo埃达克岩平均值，橙色方块代表加利福尼亚catalina schist地体出露的奥长花岗质伟晶岩，五角星代表新生代埃达克岩平均值；c中品红色区域代表康琼埃达克岩源区熔融温度-压力范围；d中蓝色区域代表南羌塘~125-145 ma岩浆活动宁静期。康琼埃达克岩富钠的特征类似水致熔融熔体成分，以及低于玄武质岩石脱水熔融实验温度，指示其可能是富水的弧前地壳物质被带入地幔发生水致熔融形成。
图3 康琼埃达克岩浆形成模式图
a、中侏罗世以前，正常大洋板片俯冲，在南羌塘南部产生~170 ma的弧岩浆岩；b、中侏罗世至~155 ma时，班公湖-怒江洋盆中的海底正高地形（大洋高原等）进入俯冲带，使得俯冲带上盘弧前地壳物质(被前期俯冲板片脱水交代富集)被刮削，并随俯冲板片进入弧下地幔深度发生熔融；c、现今极短的弧岩浆岩-缝合带距离反映了弧前地壳被俯冲过程截切
该研究受第二次青藏科考、国家自然科学基金的联合资助。研究成果发表在国际地学著名杂志《geology》上：
yang, z.-y., wang, q.*, hao, l.-l., wyman, d. a., ma, l., wang, j., qi, y., sun, p., and hu, w.-l., 2021, subduction erosion and crustal material recycling indicated by adakites in central tibet: geology, v. 49, doi: