大陆俯冲和相关物质再循环是当前国际地质研究的前沿和热点领域之一。青藏高原是研究大陆俯冲和俯冲地壳物质再循环的天然实验室。西昆仑位于青藏高原西北缘。在该地区广泛发育青藏高原最年轻的钾质-超钾质岩浆活动，并且在部分超钾质岩石中还存在珍贵的地幔捕虏体（图1）。这些样品无疑是认识大陆俯冲过程、岩石圈地幔富集机制和物质循环的理想对象，但一直以来对它们的研究比较薄弱。
中国科学院广州地球化学研究所博士后王健、唐功建研究员与王强研究员等人合作，对西昆仑晚中新世-第四纪（8.0-0.03 Ma）钾质岩及其地幔捕虏体进行了系统研究。研究发现：（1）钾质岩中橄榄石斑晶和岩浆锆石都具有明显高于正常地幔的氧同位素组成，表明源区有再循环地壳组分的加入。此外，地幔捕虏体中橄榄石通常具有正常或略高于正常地幔的氧同位素特征，并且从核到边氧同位素值有增加趋势，说明其氧同位素组成应该是受到了高氧寄主岩浆的影响（图2）；（2）钾质岩全岩和单斜辉石斑晶表现出相同且类似EM2端元的元素和Sr-Nd-Pb-Hf同位素特征。此外，熔岩中单斜辉石斑晶具有与地幔捕虏体中单斜辉石相似的岛弧微量元素特征和富集的Sr同位素组成（图3）。以上观察表明西昆仑钾质岩起源于富集岩石圈地幔，并且受到的地壳混染较弱。
进一步结合地球物理资料和地球化学模拟，提出：（1）西昆仑钾质岩及其地幔捕虏体源区中的富集组分最有可能直接来自向北俯冲的印度大陆沉积物；（2）俯冲印度板块释放沉积物以底辟形式上升与上覆岩石圈地幔混合并熔融形成富钾岩浆（图4）；（3）大陆俯冲及沉积物快速再循环过程可能与西昆仑钾质岩浆的产生直接关联，进一步揭示印度大陆至少在8.0 Ma前已经俯冲至西昆仑地区之下的地幔中（图5）；（4）我们推测大陆岩石圈地幔中存在大量再循环俯冲沉积物，为探究俯冲沉积物的命运和EM2端元成因提供了重要线索。
上述研究系统探讨了西昆仑钾质岩及其地幔捕虏体的岩石成因，为认识大陆俯冲过程、岩石圈地幔富集机制和地壳物质循环提供了新的见解。研究成果受到青藏高原第二次科考（2019QZKK0702）等项目的资助，并近期发表在矿物岩石学专业期刊《Journal of Petrology》和《Contributions to Mineralogy and Petrology》上。
论文信息：
Wang, J. (王健), Wang, Q. (王强), Ma, L (马林)., Hu, W-L (胡万龙)., Wang, J (王军)., Belousova, E., and Tang, G.-J*. (唐功建), 2023, Rapid Recycling of Subducted Sediments in the Subcontinental Lithospheric Mantle: Journal of Petrology, egad056, https://doi.org/10.1093/petrology/egad056.
Tang, G.-J* (唐功建)., Wyman, D. A., Wang, Q (王强)., Ma, L (马林)., Dan, W (但卫)., Yang, Y.-N (杨亚楠)., Liu, X.-J., and Chen, H.-Y., 2022, Links between continental subduction and generation of Cenozoic potassic–ultrapotassic rocks revealed by olivine oxygen isotopes: A case study from NW Tibet: Contributions to Mineralogy and Petrology, 177, 53, https://doi.org/10.1007/s00410-022-01920-x.
图1：(a)中亚地质图；(b)穿过西昆仑的地球物理剖面资料；(c)西昆仑地质图，标注钾质岩及地幔捕虏体采样点；(4)西昆仑地区分布的钾质岩年龄资料统计
图2：西昆仑钾质岩及其地幔捕虏体中橄榄石组成特征
图3：西昆仑钾质岩全岩及单斜辉石同位素特征，特征类似典型EM2端元
图4：西昆仑钾质岩元素和同位素组成特征表明俯冲沉积物先与地幔端元混合后再发生熔融
图5：提出的西昆仑钾质岩成因模式图，俯冲印度大陆沉积物以底辟形式上升到岩石圈地幔底部后发生部分熔融
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