大陆地壳生长速率一直是固体地球科学研究的热点，解决这个问题的难点在于怎么区分地壳生长和再造相关的岩浆事件。地壳生长就是向地壳中添加幔源岩浆岩，而地壳再造则是先存地壳的侵蚀、沉积和重熔等壳内过程。最近二十年的研究普遍使用锆石Hf-O同位素来揭示地壳生长速率，因为Hf模式年龄可代表锆石母岩浆从地幔中抽取的年龄（即地壳生长年龄），O同位素可以用来判断Hf模式年龄是无意义的混合年龄还是有意义的地壳生长年龄，沉积岩来源的岩浆结晶的锆石就会产生无意义的混合年龄。因此，高δ 18O（>5.9‰）锆石普遍被认为是没有幔源岩浆参与的壳内再造产物。然而，越来越多的研究表明幔源岩浆也可能来自俯冲改造的高δ 18O地幔楔，但由于锆石通常结晶于长英质岩浆，我们很难建立起高δ 18O地幔和锆石之间的直接联系。
中国科学院广州地化所王军博士、王强研究员及合作者通过对西藏北拉萨地块含高δ 18O锆石和橄榄石的超镁铁质堆晶岩及同期火山岩的研究来解决上述难题，取得以下重要进展：
（1）堆晶岩形成于110 ± 2 Ma，其堆晶相包括橄榄石和少量单斜辉石，粒间相包括角闪石和少量斜方辉石、金云母、磷灰石和锆石（图1）。
图1. 超镁铁质堆晶岩的岩相图（Amp=角闪石；Ol=橄榄石；Opx=斜方辉石；Cpx=单斜辉石；Phl=金云母；Ap=磷灰石；Zrn=锆石；Ser=蛇纹石）
（2）辉石、角闪石和磷灰石及其平衡熔体的温度、SiO 2、Zr、La/Sm和Dy/Yb变化趋势表明粒间熔体逐渐从锆石不饱和的玄武质演化到锆石饱和的流纹质熔体（图2和3）。粒间熔体的这些成分变化趋势与同期火山岩成分演化一致，表明火山岩可能是堆晶岩中抽离的粒间熔体。
图2. 矿物平衡熔体的温度和Zr（左）以及SiO 2和La/Sm（右）关系
（3）角闪石包裹着溶蚀状的橄榄石和单斜辉石（图1）说明角闪石是通过包晶（peritectic）反应形成的，稀土元素模拟也证实了粒间熔体-晶粥体反应生成角闪石的过程（图3），该反应产生的低硅角闪石促进了粒间熔体的硅富集和锆饱和。
图3. 矿物平衡熔体的La/Sm和Dy/Yb（左）以及εHf和δ 18O（右）关系
（4）早期橄榄石和晚期锆石的平衡熔体具有重叠δ 18O值，且高于正常地幔（图3）；锆石结晶前后的磷灰石εNd值（2.4 ± 1.4）也保持不变，这表明锆石的高δ 18O特征是起源于地幔源区，而不是壳内混染或熔融过程；地幔中再循环地壳的量少于12%，即研究区早白垩世岩浆作用代表显著的地壳生长事件。
最近全球的研究也发现俯冲组分对地幔楔的交代会导致超镁铁质到长英质岩浆岩具有高δ 18O特征。因此，假如把这些高δ 18O锆石都归因于地壳再造产物，则会显著低估显生宙地壳生长的量。本研究也表明，对于特定的弧岩浆作用，超镁铁质到长英质岩石的锆石和橄榄石氧同位素的结合比单独锆石数据在区分地壳生长与再造方面更有效。相关研究成果已发表在国际岩石学著名刊物Journal of Petrology上，该研究受国家自然科学基金、第二次青藏科考和中科院战略性先导科技专项的联合资助。
论文信息：Wang, J.（王军）, Wang, Q*.（王强）, Sun, P.（孙鹏）, Dan, W.（但卫）, Kerr, A. C., Zhang, Z.-P.（张志平）, Zhang, L.（张乐）, Wei, G.（韦刚健）, Dong, H.（董瀚）, Hu, W.-L.（胡万龙）, Yang, Z.-Y.（杨宗永）, Zhang, X.-Z.（张修政）, Qi. Y.（齐玥）, 2023. Crustal growth identified by high-δ 18O zircon and olivine: A perspective from ultramafic arc cumulates in southern Tibet, Journal of Petrology.
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