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自晚三叠世开始,新特提斯大洋岩石圈向北俯冲到亚洲南缘的拉萨地体之下,伴随中生代大陆弧岩浆作用,形成了一系列以花岗岩为主的岩浆岩。随着新特提斯大洋岩石圈的俯冲消减,在新生代早期,印度大陆地壳开始俯冲并发育大规模同碰撞岩浆作用。这两期岩浆作用在南拉萨地体产生了大量花岗岩,形成了著名的冈底斯岩基。因此,冈底斯岩基是研究汇聚板块边缘花岗岩成因的理想靶区。本文对冈底斯岩基晚白垩世和始新世花岗岩进行了系统的岩石学、锆石U-Pb年代学和地球化学研究,结果表明前者是新生冈底斯弧地壳再造的产物,后者是新生冈底斯弧地壳/俯冲古老印度陆壳再造的产物。尽管弧岩浆作用是显生宙以来大陆地壳生长的主要方式,且大陆弧和大陆地壳均以广泛出现花岗岩为特征,但是大陆地壳生长与大陆弧花岗质岩浆作用之间的因果关系仍不清楚。玄武质岩浆分离结晶(伴随或者不伴随地壳同化混染)和镁铁质下地壳部分熔融是产生大陆弧花岗岩的两个主要机制。由于分离结晶与部分熔融过程中主微量元素和同位素效应的相似性,全岩地球化学无法有效区分这两种机制。但是,鉴于两个过程本质上是不同的,全岩地球化学和矿物原位微区地球化学,特别是与锆石U-Pb年代学有机结合将有望区分上述两种机制。为此,本文对冈底斯造山带朗县晚白垩世花岗岩进行了锆石U-Pb定年和Hf-O同位素分析以及全岩主微量元素和Sr-Nd-Pb同位素分析。朗县花岗岩具有高的SiO2(65.76-70.75 wt%)和 Na2O+K2O(6.38-8.15 wt%)含量,但低的 MgO(0.19-0.98 wt%)、Fe2O3T(0.88-3.13 wt%)、CaO(2.00-3.82 wt%)、Ni(<5.8 ppm)和 Cr(≤ 10 ppm)含量。它们富集大离子亲石元素(LILE)、Pb和轻稀土元素(LREE),亏损高场强元素(HFSE)。这些花岗岩具有相对亏损的Sr-Nd同位素组成,初始87Sr/86Sr 比值为0.7043到0.7048,εNd(t)值为0.5到2.6,在一定的206Pb/204Pb 比值下具有相对低的207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值。LA-ICP-MS和SIMS锆石U-Pb定年结果表明,这些花岗岩形成于77±2到81±1 Ma。继承锆石U-Pb年龄可以分为两期,分别为晚中生代和晚古生代。这些岩石的全岩Sr-Nd-Pb同位素组成与冈底斯岩基中晚白垩世镁铁质岩石有高度的相似性,此外,同岩浆锆石和晚白垩世继承锆石的Hf-O同位素组成也与稍早的晚白垩世冈底斯镁铁质岩石相似。所有这些观察结合前人报道的晚白垩世稍早期的镁铁质下地壳岩石存在与花岗质岩浆作用同期的部分熔融的岩石学证据表明,朗县花岗岩形成于冈底斯新生镁铁质弧地壳的再造。因此,具有放射成因同位素组成亏损特征的冈底斯花岗岩是新生镁铁质弧地壳再造的产物,而不是玄武质岩浆分离结晶的产物,其形成对地壳生长没有贡献,但正是这个再造过程使得大陆弧新生镁铁质地壳向长英质地壳转变。由于不同阶段造山作用的叠加以及不同属性岩石的叠置,相比于大陆弧环境,大陆碰撞带花岗岩的形成机制可能更为复杂,它们可能起源于仰冲陆壳的部分熔融、俯冲陆壳的部分熔融、俯冲洋壳的部分熔融以及幔源镁铁质岩浆的分离结晶。前两种机制代表地壳再造,而后两种机制则代表大陆地壳生长。根据同碰撞花岗岩亏损的放射成因同位素组成以及碰撞带相对低的地壳再循环速率,最近的研究认为大陆碰撞造山带是大陆地壳生长的重要场所。考虑到同碰撞花岗岩放射成因同位素组成亏损成因的复杂性,这个假设有待验证。本文对藏南冈底斯岩基曲水岩体始新世同碰撞花岗岩进行了详细的锆石U-Pb定年和锆石Lu-Hf同位素、全岩主微量元素和放射成因的Sr-Nd-Hf同位素以及石英和锆石的氧同位素综合研究,并统计分析了前人的数据和研究结果,对这些同碰撞花岗岩的成因机制进行了进一步探讨。研究结果表明,根据年龄和地球化学性质的不同,始新世花岗岩可以分为两组。一组为早始新世花岗岩,它们侵位于50-48 Ma;另一组为晚始新世花岗岩,它们侵位于42 Ma。早始新世花岗岩的全岩Sr-Nd-Hf同位素组成分别为全岩(87Sr86Sr)i值为0.7044-0.7048,εNd(t)值为0.6-3.9,εHf(t)值为6.5-10.5,是相对亏损的,锆石εHf(t)值为1.6-12.1,并具有比正常地幔锆石稍高的锆石δ18O值,为5.28-6.26‰。所有这些特征均与冈底斯岩基晚白垩世镁铁质弧岩浆岩十分相似,表明他们起源于新生镁铁质弧地壳的部分熔融。相对地,晚始新世花岗岩具有低的MgO、Fe2O3、HREE和高的K2O、Rb、Sr、Th、U、Pb含量,并具有高的Sr/Y和(La/Yb)N比值以及更富集的全岩Sr-Nd-Hf同位素组成,其(87Sr/86Sr)i=0.7070-0.7085,εNd(t)=-5.2 to-3.9,εHf(t)=0.9-2.3,锆石εHf(t)值为-2.8-8.0,以及比早始新世花岗岩略高的锆石δ18O值,为6.25-6.68‰。综合这些地球化学特征表明,俯冲古老印度大陆地壳和年轻弧地壳部分熔融产生了这些晚始新世花岗岩。因此,从早始新世花岗岩到晚始新世同碰撞花岗岩组成的变化,表明由于古老印度大陆俯冲到年轻的冈底斯弧之下使得它们的岩浆源区从年轻弧地壳转变成了混合的源区。因此,这些同碰撞花岗岩是年轻弧地壳和俯冲古老大陆地壳再造的产物,对碰撞造山带地壳生长没有贡献。