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邬绍宸、王瑞等：新特提斯洋岩浆水的变化：受控于板块汇聚速率与形态【Geological Society of America Bulletin，2026】
发布时间：2026-03-11 作者： 阅读：39次
岩浆水含量在岩浆系统中发挥着关键作用，对熔体生成、岩浆演化直至火山喷发的整个过程都有着深刻影响。然而，从俯冲到碰撞的构造转换过程中岩浆水含量的变化规律及其驱动机制，至今仍不明确。藏南冈底斯带完整记录了新特提斯洋从俯冲到印度-亚洲大陆碰撞的全过程岩浆作用（图1），为揭示这一科学问题提供了独一无二的时间序列研究载体。
图1 藏南冈底斯岩浆岩带地质图。（A）喜马拉雅-青藏高原造山带构造格局及主要地块边界；（B）拉萨地块简化地质图及岩浆岩分布
针对上述科学问题，对冈底斯带5000余件全岩地球化学数据进行系统整理与分析，运用分离结晶模型同步拟合岩浆主量元素与微量元素的演化过程，反演岩浆演化过程中分离结晶的矿物组合及相对比例。该方法以角闪石与斜长石结晶比例差值（Amp-Plg）作为岩浆水含量的示踪指标：角闪石作为典型含水矿物，其结晶比例随岩浆水含量升高而增大，而在富水岩浆中斜长石结晶会受到抑制，二者的比例差值能够有效反映岩浆水含量的相对变化。结合数值模拟结果，本研究最终揭示了新特提斯洋岩浆水含量的演变规律及其关键控制因素。
图2 汇聚速率增加和减少情况下的数值模拟结果
研究发现，俯冲带的热结构受汇聚速率和板片几何形态的共同控制，进而影响板片脱水效率和岩浆水含量。低汇聚速率和板片回撤导致温度升高，促进板片脱水和从而使得岩浆水含量增加；而高汇聚速率和板片平俯冲则使系统冷却，限制板片脱水，使得岩浆水含量下降（图2）。
图3 新特提斯洋角闪石-斜长石比例变化与印度-欧亚汇聚速率
通过对冈底斯带215 Ma至15 Ma岩浆记录的分离结晶模拟，获得了新特提斯洋岩浆水含量的长期演变曲线（图3）。结果显示：在215–160 Ma期间，岩浆水含量先升后降，与新特提斯洋板片从正常俯冲转变为板片回转、最终发展为平板俯冲的几何形态变化相匹配；而在160–15 Ma期间，岩浆水含量变化则主要受到印度-亚洲汇聚速率的控制——汇聚速率降低时岩浆水增加，汇聚速率升高时岩浆水减少，与理论分析以及模拟结果相吻合。
该研究得到了国家自然科学基金（42225204、42121002）、中央高校基本科研业务费（2652023001）和高等学校学科创新引智计划（B18048）资助。相关研究成果发表在地球科学国际权威期刊《Geological Society of America Bulletin》上：Shaochen Wu, Rui Wang, Xinyi Zhong. Magmatic water variation in the Neo-Tethys: Controlled by convergence rate and slab geometry. Geological Society of America Bulletin, 2026, xx: xx.
