大量的地球化學、地球物理和實驗模擬證據表明許多新生代地幔柱的物質已經流入到相鄰的俯衝帶的地慢楔之中，主要是由於俯衝板片後撤或者斷裂引起的地幔流導致地幔柱發生變形而流動，比如Samoa，Yellowstone和Galapagos地幔柱與環太平洋俯衝帶的相互作用。但是，到目前為止，很少有新生代之前的地幔柱與俯衝帶相互作用的實例報導。前人研究已經表明位於青藏高原東南緣和華南地塊的峨眉山大火成巖省是晚二疊世地幔柱活動的產物，但是峨眉山地幔柱的影響是否向西延伸到青藏高原中部仍然不清楚，同時青藏高原中部（比如北羌塘地塊）在晚古生代期間處於古特提斯洋俯衝域，古地磁和古生物研究也表明北羌塘和華南地塊在二疊紀期間都位於赤道附近。因此，該地區可能是驗證古老地幔柱與俯衝帶相互作用的理想場所。
針對上述問題，中國科學院廣州地球化學研究所巖石學學科組博士研究生王軍、研究員王強、副研究員但衛及其合作者對北羌塘地塊晚二疊系那益雄組的一套雙峰式火山巖進行了詳細的礦物學、年代學和地球化學研究。野外調查發現，該套火山巖主要由互層的玄武巖、流紋巖和流紋質凝灰巖組成，它們之間呈平行整合的接觸關係。通過對玄武巖夾層中的流紋巖和流紋質凝灰巖的鋯石SIMS定年，顯示這套火山巖噴發時代為256~259 Ma，與峨眉山大火成巖省巖漿活動峰期時間基本一致。流紋巖的礦物學和地球化學具有高溫A型特徵（鋯石飽和溫度均值941°C），其虧損的全巖Nd-Hf同位素（εNd(t) = +2.7 ~ +2.8, εHf(t) = +9.5 ~ +9.7）和低的鋯石δ18O值（5.6‰~6.6 ‰），指示流紋巖是由新底墊的基性巖石高溫部分熔融形成的。玄武巖具有低的Nb/La（0.54~0.76）和Ti/Y（321~419）比值，表現出相對虧損且均一的全巖Nd-Hf同位素（εNd (t)= +3.1 ~ +3.5, εHf (t) = +10.9 ~ +11.7）。輝石的結晶溫度和壓力顯示巖漿快速上升（~2.7 °C/km），暗示巖漿與圍巖無明顯的相互作用。通過與峨眉山低鈦玄武巖對比研究也表明，研究區玄武巖在上升過程中與地殼和大陸巖石圈地幔無顯著的物質交換，其地球化學特徵反映的是深部軟流圈地幔信息。考慮到古特提斯洋板片北向俯衝的影響，玄武巖顯著低的Th/Nd (0.08~0.11)比值以及虧損且解耦的Nd-Hf同位素組成，指示其很可能起源於俯衝沉積物流體交代的弧下地慢楔熔融。流體不活動的元素的研究進一步表明，沉積物流體交代之前的地慢楔組成顯著區別於同時期古特提斯洋虧損的MORB型上地幔，而是類似於OIB型富集地幔。
北羌塘弧巖漿時空變化顯示二疊紀中期俯衝的古特提斯洋板片開始後撤，其引起的地幔對流可能導致輕的峨眉山地幔柱發生變形而向西流動（如圖），其地幔柱物質部分替換和改造了原來的古特提斯洋虧損上地幔。因此，被俯衝組分交代之前的地慢楔中富集地幔組分可能是來自於峨眉山地幔柱物質。該推論也得到了微量和同位素的定量驗證：這種富集地幔加入~3%的俯衝沉積物來源的流體，在弧後伸展的環境下，由淺部尖晶石相橄欖巖經歷~5%的部分熔融可以形成研究區玄武巖。同時該深部地幔流過程，導致了遠離俯衝帶的松潘甘孜地塊和北羌塘地塊東北緣出現了同期的板內OIB型基性巖漿活動（如圖），而靠近俯衝帶的北羌塘中部則出現了這套弧後雙峰式火山巖，其中的高溫A型流紋巖也與地幔柱影響的特殊俯衝環境一致。因此，北羌塘晚二疊世雙峰式火山巖可能是峨眉山地幔柱與古特提斯洋俯衝系統相互作用的產物。
該項成果發表在國際地學期刊Journal of Geophysical Research: Solid Earth上（Wang, J., Wang, Q.*, Zhang, C., Dan, W.*, Qi, Y., Zhang, X.-Z., & Xia, X.-P. (2018). Late Permian bimodal volcanic rocks in the northern Qiangtang Terrane, central Tibet: evidence for interaction between the Emeishan plume and the Paleo-Tethyan subduction system. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, in press）。
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圖：峨眉山地幔柱與古特提斯洋俯衝帶相互作用的深部地球動力學過程
大量的地球化學、地球物理和實驗模擬證據表明許多新生代地幔柱的物質已經流入到相鄰的俯衝帶的地慢楔之中，主要是由於俯衝板片後撤或者斷裂引起的地幔流導致地幔柱發生變形而流動，比如Samoa，Yellowstone和Galapagos地幔柱與環太平洋俯衝帶的相互作用。但是，到目前為止，很少有新生代之前的地幔柱與俯衝帶相互作用的實例報導。前人研究已經表明位於青藏高原東南緣和華南地塊的峨眉山大火成巖省是晚二疊世地幔柱活動的產物，但是峨眉山地幔柱的影響是否向西延伸到青藏高原中部仍然不清楚，同時青藏高原中部（比如北羌塘地塊）在晚古生代期間處於古特提斯洋俯衝域，古地磁和古生物研究也表明北羌塘和華南地塊在二疊紀期間都位於赤道附近。因此，該地區可能是驗證古老地幔柱與俯衝帶相互作用的理想場所。
針對上述問題，中國科學院廣州地球化學研究所巖石學學科組博士研究生王軍、研究員王強、副研究員但衛及其合作者對北羌塘地塊晚二疊系那益雄組的一套雙峰式火山巖進行了詳細的礦物學、年代學和地球化學研究。野外調查發現，該套火山巖主要由互層的玄武巖、流紋巖和流紋質凝灰巖組成，它們之間呈平行整合的接觸關係。通過對玄武巖夾層中的流紋巖和流紋質凝灰巖的鋯石SIMS定年，顯示這套火山巖噴發時代為256~259 Ma，與峨眉山大火成巖省巖漿活動峰期時間基本一致。流紋巖的礦物學和地球化學具有高溫A型特徵（鋯石飽和溫度均值941°C），其虧損的全巖Nd-Hf同位素（εNd(t) = +2.7 ~ +2.8, εHf(t) = +9.5 ~ +9.7）和低的鋯石δ18O值（5.6‰~6.6 ‰），指示流紋巖是由新底墊的基性巖石高溫部分熔融形成的。玄武巖具有低的Nb/La（0.54~0.76）和Ti/Y（321~419）比值，表現出相對虧損且均一的全巖Nd-Hf同位素（εNd (t)= +3.1 ~ +3.5, εHf (t) = +10.9 ~ +11.7）。輝石的結晶溫度和壓力顯示巖漿快速上升（~2.7 °C/km），暗示巖漿與圍巖無明顯的相互作用。通過與峨眉山低鈦玄武巖對比研究也表明，研究區玄武巖在上升過程中與地殼和大陸巖石圈地幔無顯著的物質交換，其地球化學特徵反映的是深部軟流圈地幔信息。考慮到古特提斯洋板片北向俯衝的影響，玄武巖顯著低的Th/Nd (0.08~0.11)比值以及虧損且解耦的Nd-Hf同位素組成，指示其很可能起源於俯衝沉積物流體交代的弧下地慢楔熔融。流體不活動的元素的研究進一步表明，沉積物流體交代之前的地慢楔組成顯著區別於同時期古特提斯洋虧損的MORB型上地幔，而是類似於OIB型富集地幔。
北羌塘弧巖漿時空變化顯示二疊紀中期俯衝的古特提斯洋板片開始後撤，其引起的地幔對流可能導致輕的峨眉山地幔柱發生變形而向西流動（如圖），其地幔柱物質部分替換和改造了原來的古特提斯洋虧損上地幔。因此，被俯衝組分交代之前的地慢楔中富集地幔組分可能是來自於峨眉山地幔柱物質。該推論也得到了微量和同位素的定量驗證：這種富集地幔加入~3%的俯衝沉積物來源的流體，在弧後伸展的環境下，由淺部尖晶石相橄欖巖經歷~5%的部分熔融可以形成研究區玄武巖。同時該深部地幔流過程，導致了遠離俯衝帶的松潘甘孜地塊和北羌塘地塊東北緣出現了同期的板內OIB型基性巖漿活動（如圖），而靠近俯衝帶的北羌塘中部則出現了這套弧後雙峰式火山巖，其中的高溫A型流紋巖也與地幔柱影響的特殊俯衝環境一致。因此，北羌塘晚二疊世雙峰式火山巖可能是峨眉山地幔柱與古特提斯洋俯衝系統相互作用的產物。
該項成果發表在國際地學期刊Journal of Geophysical Research: Solid Earth上（Wang, J., Wang, Q.*, Zhang, C., Dan, W.*, Qi, Y., Zhang, X.-Z., & Xia, X.-P. (2018). Late Permian bimodal volcanic rocks in the northern Qiangtang Terrane, central Tibet: evidence for interaction between the Emeishan plume and the Paleo-Tethyan subduction system. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, in press）。
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圖：峨眉山地幔柱與古特提斯洋俯衝帶相互作用的深部地球動力學過程