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基墨里造山与松潘-甘孜锂矿链成因的探讨

地质学报 2024年第5期98卷 1333-1357页

作者：许志琴郑碧海朱文斌魏海珍洪涛高建国舒良树马绪宣赵宇涵南京大学地球科学与工程学院内生金属成矿机制研究国家重点实验室大陆动力学研究院江苏南京210023 中山大学地球科学与工程学院广东珠海510275 成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059 中国地质科学院地质研究所北京100037

晚三叠世—早侏罗世,基墨里大陆和泛华夏陆块与欧亚大陆的碰撞,形成了4000 km长的基墨里造山带。位于三大陆之间、现今青藏高原北部的松潘-甘孜地体的造山属性的确定,对于探索松潘-甘孜锂矿链的成因有重要意义。松潘-甘孜地体西部和北... 详细信息

晚三叠世—早侏罗世,基墨里大陆和泛华夏陆块与欧亚大陆的碰撞,形成了4000 km长的基墨里造山带。位于三大陆之间、现今青藏高原北部的松潘-甘孜地体的造山属性的确定,对于探索松潘-甘孜锂矿链的成因有重要意义。松潘-甘孜地体西部和北部的早侏罗世陆相火山岩、底砾岩和煤系地层(~201 Ma)不整合在晚三叠世褶皱地层及花岗岩体之上,为晚三叠世—早侏罗世的基墨里造山时限提供了直接证据。松潘-甘孜地体中的甲基卡、可尔因、扎乌龙和白龙山-大红柳滩等稀有金属矿集区具有共同特征:赋存在由核部高分异S型花岗岩和幔部中晚三叠世浊积岩组成的片麻岩穹隆构造中、经历了巴罗-巴肯变质作用、含锂伟晶岩脉侵位在花岗岩体上部的伸展空间。通过对松潘-甘孜地体区域地质调查和对矿集区的变质、变形、岩浆和成矿作用及同位素年代学研究,提出该地体经历晚三叠世—早中侏罗世的基墨里造山过程:(1) 230~220 Ma:地壳缩短和加厚阶段,以盖层大规模强烈褶皱、逆冲带,盖层与基底之间向南的滑脱变形为特征,伴随深熔和巴罗式变质作用;(2) 220~190 Ma:地壳减压折返阶段,大量花岗岩侵位在中晚三叠世浊积岩中、形成片麻岩穹隆并伴随巴肯式变质作用。由于花岗质岩浆的高度分异及岩浆不混溶作用,导致侵位在片麻岩穹隆顶部伸展空间的伟晶岩稀有金属富集成矿。此外,伟晶岩型锂矿科学钻探(JSD)揭示了甲基卡矿集区多层次穹状花岗岩席控制含锂伟晶岩脉的成矿机制,推测大规模中下地壳基底深熔驱动岩浆上升,岩浆体沿上地壳中的构造面推叠形成岩席。

关键词：基墨里造山松潘-甘孜地体伟晶岩型锂矿青藏高原

晚宾夕法尼亚亚纪变暖事件的沉积响应与全球对比

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沉积学报 2024年

作者：岳超盛陈吉涛杨文莉高彪胡科毅祁玉平王向东中国科学院大学南京学院中国科学院大学中国科学院南京地质古生物研究所现代古生物学和地层学国家重点实验室南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室关键地球物质循环前沿科学中心

【目的】晚古生代大冰期是陆地生态系统繁盛以来最显著的冰川事件，是由多个离散的冰期和间冰期组成的动态变化过程。晚古生代大冰期也发生了多次全球变暖事件，这些变暖事件及其相关研究近年来引起学界的广泛关注。其中，在晚宾夕法尼... 详细信息

【目的】晚古生代大冰期是陆地生态系统繁盛以来最显著的冰川事件，是由多个离散的冰期和间冰期组成的动态变化过程。晚古生代大冰期也发生了多次全球变暖事件，这些变暖事件及其相关研究近年来引起学界的广泛关注。其中，在晚宾夕法尼亚亚纪卡西莫夫期和格舍尔期界线（Kasimovian-Gzhelian Boundary，KGB）附近记录了短暂而显著的碳同位素负漂事件，并伴随显著的全球变暖，称之为KGB变暖事件。冰室气候间冰期背景下的KGB变暖事件具有重要的研究意义，然而对该变暖事件的研究仍处于起步阶段。【方法】本文选取华南板块罗甸盆地纳庆、上隆和纳绕剖面，对上宾夕法尼亚统卡西莫夫阶和格舍尔阶界线附近约20 m的地层开展详细的沉积学和碳同位素地层学工作，分析KGB变暖事件的沉积过程，并与全球不同地区的沉积盆地进行对比，为后续进一步开展相关研究打下基础。【结果】本文共识别出泥状灰岩、生物碎屑粒泥灰岩—生物碎屑泥粒灰岩、正粒序生物碎屑泥粒灰岩和黑色钙质泥岩4种沉积岩相，指示了海平面频繁波动的深水斜坡沉积环境。上隆剖面新报道的碳同位素记录与纳庆和纳绕剖面已发表的碳同位素记录可以进行对比，彼此之间显示出一致的变化趋势，KGB附近的碳同位素负漂移在全球多个不同剖面均有记录。研究层段Heckelina eudoraensis带、Idiognathodus naraoensis带和H. simulator带底部记录的3次古水深的旋回性变化与前人建立的天文旋回和全球典型沉积盆地的沉积旋回具有良好的对应关系。【结论】晚宾夕法尼亚亚纪变暖事件（即KGB变暖事件）是一次全球性的气候事件，华南罗甸盆地相关研究可作为该事件研究和全球对比的重要参考。

关键词：晚古生代大冰期变暖事件沉积岩相沉积过程沉积旋回

新疆阿尔泰将军山天河石花岗岩的成因和铷富集机制

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大地构造与成矿学 2024年

作者：陈祉卫袁超林正帆黄宗莹张运迎中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院南海海洋研究所中国科学院大学地球与行星科学学院南京大学内生金属矿床成矿国家重点实验室中国科学院深地科学卓越创新中心

将军山岩体是新疆阿尔泰目前唯一存在天河石花岗岩以及Rb矿化的岩体。本文通过开展岩相学、全岩地球化学和Nd同位素研究,结合云母原位微量元素和电气石硼同位素分析结果,探讨了将军山天河石花岗岩成因和Rb元素富集机制。研究表明,天河... 详细信息

将军山岩体是新疆阿尔泰目前唯一存在天河石花岗岩以及Rb矿化的岩体。本文通过开展岩相学、全岩地球化学和Nd同位素研究,结合云母原位微量元素和电气石硼同位素分析结果,探讨了将军山天河石花岗岩成因和Rb元素富集机制。研究表明,天河石花岗岩具有高硅(74.55%～77.93%),富钾(3.68%～4.37%)以及富铝(A/CNK=1.06～1.41)的特征,属于高钾钙碱性过铝质花岗岩。在微量元素组成上,该花岗岩富含Rb、Th、Ta和Hf,强烈亏损Ba和Sr,稀土元素呈“海鸥型”配分模式,具有强烈的Eu负异常(Eu/Eu~*≤0.01)和稀土四分组效应(TE1, 3=0.92～1.21)。天河石花岗岩具有极低的全岩K/Rb(63～87), Nb/Ta(2.04～3.45)和Zr/Hf(8.43～9.96)比值,含有萤石以及岩浆型黑电气石。上述地球化学特征指示该岩体经历了强烈的结晶分异和相应的岩浆热液过程。天河石花岗岩形成于中二叠世,与主体岩性二云母碱长花岗岩为同源演化关系。天河石花岗岩的黑电气石具有大陆地壳特征的硼同位素组成(δ11B=-12.43‰～-14.24‰),表明其来自地壳源区。二云母碱长花岗岩和天河石花岗岩均具有正的全岩εNd(t)值(+0.8～+5.3),与哈巴河群碎屑变沉积岩差异较大。而且二云母碱长花岗岩高的Rb含量和A2型花岗岩属性表明其可能来自富黑云母火成岩的部分熔融。对比俄罗斯Orlovka、白石头泉和将军山天河石花岗岩的成因和演化过程表明,尽管来自不同的地壳源区,但它们都经历了高的演化程度和流体作用,对Rb在花岗岩中的富集发挥了关键作用。阿尔泰作为曾经的增生楔,持续的改造能有效地促进新生地壳的分异,形成局部富Rb的源岩,为天河石花岗岩的形成提供了物质基础。

关键词：中国阿尔泰天河石花岗岩岩石成因高分异花岗岩新生地壳

青藏高原及其周边二叠纪综合地层、生物群以及古地理和古气候演化

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中国科学：地球科学 2024年第4期54卷 1125-1170页

作者：沈树忠张以春袁东勋徐海鹏琚琦张华郑全锋罗茂侯章帅南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室关键地球物质循环前沿科学中心南京210023 中国科学院南京地质古生物研究所现代古生物学和地层学国家重点实验室南京210008 中国科学院大学南京学院南京210049 中国矿业大学资源与地球科学学院徐州221116

二叠纪是青藏高原各块体演化的关键时段,发生了一系列重大地质和生物事件,当时横跨南北半球统一的泛大陆演化到了鼎盛阶段,阻断了全球东西向的赤道暖流的同时,在泛大陆的东侧形成了一个半封闭的、具有重要历史意义的特提斯洋暖池,是古-... 详细信息

二叠纪是青藏高原各块体演化的关键时段,发生了一系列重大地质和生物事件,当时横跨南北半球统一的泛大陆演化到了鼎盛阶段,阻断了全球东西向的赤道暖流的同时,在泛大陆的东侧形成了一个半封闭的、具有重要历史意义的特提斯洋暖池,是古-中生代之交生物与环境演变的引擎.青藏高原二叠纪地层分布广泛、化石丰富,从南到北由于跨越不同的纬度带体现出不同的特点.雅鲁藏布江以南的喜马拉雅特提斯带当时位于冈瓦纳大陆印度板块北缘,整个二叠纪沉积含有典型的冈瓦纳冷水型生物群;雅鲁藏布江缝合带内的灰岩外来体时代集中在瓜德鲁普世(Guadalupian,中二叠世)中、晚期至早三叠世,古生物地理与喜马拉雅特提斯带有显著差异,最有可能为新特提斯洋中的海山型沉积.基墨里(Cimmerian)微地块群在乌拉尔世(Cisuralian,早二叠世)早期阿瑟尔期-萨克马尔期(Asselian-Sakmarian)全部位于冈瓦纳大陆北缘,均发育冰海相沉积及冈瓦纳型冷水生物群.乌拉尔世中期(约290~280Ma)基墨里微地块群由于印度板块北缘Panjal Traps等大火成岩省岩浆活动与冈瓦纳大陆裂解,并以不同的速度向北漂移.可以分为两个条带,由南羌塘、保山和Sibuma地块组成的北基墨里微地块群漂移速度较快,在亚丁斯克期(Artinskian)就已经出现大量碳酸盐岩沉积和暖水生物群,因此,它们最先从冈瓦纳大陆裂解并进入低纬度暖水区域;而由拉萨、腾冲和Irrawaddy地块组成的南基墨里微地块群,漂移速度相对较慢,在空谷(Kungurian)晚期才开始出现大规模碳酸盐岩沉积,并延续至乐平世(Lopingian,晚二叠世),瓜德鲁普世和乐平世地层中含暖水生物为主的动物群,因此,这些地块至少在空谷晚期已经从冈瓦纳大陆北缘分离,裂解时间稍晚于北基墨里微地块群;这种沉积和古生物地理的时空演变差异性表明乌拉尔世的裂解事件造成了中特提斯洋和新特提斯洋的开启和形成.更北的北羌塘地块由于整个二叠纪地层中均含有典型的暖水生物群,与华南地区、思茅地块和印支地块等可以比较,属于古特提斯洋北部的块体.因此,二叠纪中、晚期特提斯域形成了古、中、新特提斯多岛洋共存的局面,是当时构造活动最活跃的地区和全球生物多样性的中心.此外,青藏高原多个块体在二叠纪位于南半球中高纬度地区,完整记录了晚古生代大冰期、亚丁斯克期全球变暖和二叠纪末快速变暖等重大古气候事件,对于阐明板块运动和全球气候演变对生物群时空分布的影响具有举足轻重的作用.

关键词：二叠纪特提斯洋青藏高原生物群古地理

赣中早古生代贵溪淡色花岗岩成因:来自全岩地球化学的约束

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地质科学 2024年第2期59卷 420-436页

作者：宋振韬洪文涛赵子豪延安大学石油工程与环境工程学院陕西延安716000 南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京210023 中国地质调查局南京地质调查中心南京210016

本文对赣中贵溪花岗岩进行了锆石U-Pb定年和岩石地球化学分析测试,探讨了其成因类型、源区性质、熔融机制和地球动力学背景。贵溪花岗岩岩性为白云母花岗岩,锆石U-Pb年龄为438±5 Ma。全岩主微量元素测试结果显示,贵溪花岗岩表现为高硅... 详细信息

本文对赣中贵溪花岗岩进行了锆石U-Pb定年和岩石地球化学分析测试,探讨了其成因类型、源区性质、熔融机制和地球动力学背景。贵溪花岗岩岩性为白云母花岗岩,锆石U-Pb年龄为438±5 Ma。全岩主微量元素测试结果显示,贵溪花岗岩表现为高硅、高钾、贫镁、贫钙和强过铝质的特征。贵溪花岗岩LREE/HREE为7.35~10.4,(La/Yb)N为8.08~15.0,总体表现为轻稀土富集、重稀土亏损、轻重稀土分馏明显的特点,且相对富集Rb、Th、U和K,亏损Sr、Ba、Ta、Nb。相对较高的全岩Nb/Ta、Zr/Hf、K/Rb和Eu/Eu~*值以及较低的TE1,3值,说明贵溪花岗岩并非高分异花岗岩。较低的Zr+Nb+Ce+Y(1.2)以及富铝矿物白云母的出现和镁铁质暗色矿物的缺失说明贵溪花岗岩在岩石成因类型上应属于S型花岗岩。富集的全岩Nd同位素组成(ε_(Nd)(t)=-11)、高的Rb/Sr比值(>2)、中等的轻稀土饱和温度和锆饱和温度(699℃~794℃)以及贫钛(生代的构造属性应为陆内造山作用。

关键词：淡色花岗岩华南早古生代岩石成因全岩地球化学

藏南Kioto碳酸盐台地对早侏罗世普林斯巴晚期碳循环扰动的沉积和生物响应

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沉积学报 2024年第2期42卷 415-433页

作者：翁晓爱姜守一韩中胡修棉晏雄成都理工大学沉积地质研究院成都610059 中国地质大学(武汉)地球科学学院武汉430074 成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610059 南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研究全国重点实验室南京210023 中国地质调查局成都地质调查中心成都610059

【目的】早侏罗世发生了多次重要的碳循环扰动,并伴随气候和环境的重大变化。然而,现有的研究主要集中于西特提斯和欧洲北部,对东特提斯碳循环扰动事件以及定量探究事件对生物影响的相关报道较少。【方法】利用东特提斯藏南Kioto碳酸盐... 详细信息

【目的】早侏罗世发生了多次重要的碳循环扰动,并伴随气候和环境的重大变化。然而,现有的研究主要集中于西特提斯和欧洲北部,对东特提斯碳循环扰动事件以及定量探究事件对生物影响的相关报道较少。【方法】利用东特提斯藏南Kioto碳酸盐台地普林斯巴晚期—托阿尔(最早)期的生物地层学(大型底栖有孔虫)、沉积学和碳同位素(δ^(13)C)地层学,探讨碳循环扰动以及相应的气候环境变化对该地区的碳酸盐台地生物演化过程影响。【结果】普林斯巴晚期—托阿尔(最早)期大型底栖有孔虫生物地层显示有3个带:Bosniella oenensis-Cyclorbitosella tibetica(?)、Streptocyclammina liasica和Siphovalvulina sp.A。在生物地层基础上,我们识别出以δ^(13)C正偏移为特征的普林斯巴晚期margaritatus菊石带事件(margaritatus zone event,ME)和以δ^(13)C负偏移为特征的margaritatus-spinatum界线事件(margaritatus-spinatum boundary event,MSBE)。【结论】在ME期间,生屑颗粒含量呈增长趋势、大型底栖有孔虫的种属和数量保持较高的水平以及Lithiotis Fauna出现并扩散,这可能表明有机质的大量埋藏消耗了辛涅缪尔晚期—普林斯巴早期产生的大量CO_(2),从而创造了更适合生物生存的海洋环境条件。在MSBE期间,生屑颗粒含量以及Lithiotis Fauna丰度和长度整体呈下降趋势,并且部分大型底栖有孔虫的灭绝,表明该时期存在着生物危机,可能与海平面下降有关。虽然Lithiotis Fauna存在大小和出现的频率变化,但不可否认的是,Lithiotis Fauna在普林斯巴期整个特提斯浅水碳酸盐台地蓬勃发展,直到T-OAE时期才完全破坏其生存条件。

关键词：普林斯巴期碳酸盐台地碳酸盐岩微相碳同位素扰动生物危机

不同气候条件下现代浅海沉积物钾同位素组成特征及其意义

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中国科学：地球科学 2024年第2期54卷 424-438页

作者：穆军陈天宇于谦安诗超陈建芳石学法李伟强南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京210023 南京大学地理与海洋科学学院教育部海岸与海岛开发重点实验室南京210023 自然资源部第二海洋研究所杭州310012 自然资源部第一海洋研究所青岛266061

钾(K)同位素是研究化学风化过程的一种新型示踪工具.前人已对特定气候区域条件下的风化剖面开展K同位素研究,但不同气候背景下的硅酸盐风化作用对K同位素的影响尚不清楚.此外,当前学界对现代浅海陆源碎屑沉积物的K同位素特征知之甚少.... 详细信息

钾(K)同位素是研究化学风化过程的一种新型示踪工具.前人已对特定气候区域条件下的风化剖面开展K同位素研究,但不同气候背景下的硅酸盐风化作用对K同位素的影响尚不清楚.此外,当前学界对现代浅海陆源碎屑沉积物的K同位素特征知之甚少.本文报道了中国东部沿海(ECC)陆架以及海南岛近海表层沉积物的K同位素组成.研究结果显示,ECC沉积物的δ^(41)K值分馏范围相对较小,介于(−0.40±0.01)‰~(−0.57±0.04)‰,平均值为(−0.51±0.09)‰.相比之下,海南岛近海沉积物的δ^(41)K值变化较大,范围为(−0.28±0.07)‰~(−0.67±0.02)‰.海南岛近海沉积物的δ^(41)K值与化学蚀变指数(CIA)、Al/K比值、Ti/K比值和总铁(FeT)含量呈现负相关,表明其K同位素组成主要受化学风化作用的控制.我们对这些样品开展了Mg同位素分析,值得一提的是,所有ECC和海南岛近海沉积物的δ^(26)Mg值变化较小(约0.24‰),且与化学风化指标无明显相关性.本研究揭示了沉积物K同位素变化与气候条件(降水量)之间的联系,表明沉积物碎屑组分的K同位素具有一定的于深时古气候研究应用潜力.近海沉积物碎屑的δ^(41)K值变化明显小于远洋沉积物,这表明了在尝试利用碎屑沉积记录中的K同位素研究古气候、化学风化作用时,必须区分自生黏土矿物的形成和生物作用对大陆硅酸盐风化记录的影响.

关键词： K同位素 Mg同位素化学风化陆源碎屑沉积物气候类型降水量

NaOH碱熔法在硅酸盐硼同位素测试中的应用

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高校地质学报 2024年第2期30卷 133-141页

作者：李正辉蔡悦魏海珍李烨张微微李百蝉东华理工大学核资源与环境国家重点实验室南昌330013 中国科学院南京地质古生物研究所现代古生物学和地层学国家重点实验室南京210008 南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室地球科学与工程学院南京210023 中国科学院南京地质古生物研究所实验技术中心南京210008

硼同位素是地球与行星科学研究中的一个重要工具,但是精确测量硅酸盐的硼同位素还存在一定的挑战,其主要原因源于样品消解。碱熔法是一种适合于硅酸盐样品的熔样方法。目前用于测量硅酸盐硼同位素的碱熔法采用昂贵的铂金或者玻璃碳坩埚... 详细信息

硼同位素是地球与行星科学研究中的一个重要工具,但是精确测量硅酸盐的硼同位素还存在一定的挑战,其主要原因源于样品消解。碱熔法是一种适合于硅酸盐样品的熔样方法。目前用于测量硅酸盐硼同位素的碱熔法采用昂贵的铂金或者玻璃碳坩埚和较高的助熔剂比例,容易在前处理过程中造成硼损失。为了实现硅酸盐样品的完全消解并避免硼的损失,文章报道一种使用银坩埚的NaOH碱熔法。该方法采用5:1的助熔剂与样品质量比,以及改进的溶样方法,实现了样品的完全消解并有效地避免了硼的流失。结合改进的硼特效树脂分离提纯技术和多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测量流程,文章报道了五个硅酸盐国际标样的硼同位素组成和硼含量数据。实验结果与国内外发表的数据在误差范围内一致。这个绿色且高效的方法对硅酸盐硼同位素研究具有重要意义。

关键词：硼同位素碱熔法离子交换多接收电感耦合等离子体质谱仪

特提斯喜马拉雅中新世煌斑岩的成因及构造意义

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地质科学 2024年第4期59卷 853-869页

作者：孙敏佳魏震刘晓强刘桂萍宫相宽郭瑞清新疆大学地质与矿业工程学院乌鲁木齐830017 新疆中亚造山带大陆动力学与成矿预测自治区重点实验室乌鲁木齐830017 南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京210046

后碰撞幔源岩浆是示踪深部地球动力学和地幔动力学过程的最直接指针。印度-亚洲碰撞缝合带南侧特提斯喜马拉雅中-新生代地层中发现了规模可观的煌斑岩岩墙群,锆石U-Pb定年结果显示其整体侵位时代介于15~10 Ma。煌斑岩具有中等的SiO_(2)... 详细信息

后碰撞幔源岩浆是示踪深部地球动力学和地幔动力学过程的最直接指针。印度-亚洲碰撞缝合带南侧特提斯喜马拉雅中-新生代地层中发现了规模可观的煌斑岩岩墙群,锆石U-Pb定年结果显示其整体侵位时代介于15~10 Ma。煌斑岩具有中等的SiO_(2)含量(50.0%~52.9%),较高的K_(2)O(2.30%~4.77%)和Na_(2)O含量(3.04%~4.23%),属于钙碱性煌斑岩。其高MgO含量(5.64%~7.63%)和Mg^(#)值(70~74)以及高Cr(363×10^(-6)~465×10^(-6))、Co(24.7×10^(-6)~31.2×10^(-6))、Ni(128×10^(-6)~269×10^(-6))等过渡族元素丰度,显示显著的幔源岩石特征,未受明显地壳混染。煌斑岩富含大离子亲石元素、轻稀土元素(Th、U、Ba、Pb、Nd),贫高场强元素和重稀土元素(Nb、Ta、Ti),来源于与俯冲作用有关的富集岩石圈地幔,是在石榴石稳定域含金云母二辉橄榄岩低程度部分熔融的产物。岩墙群呈东西向平行展布,指示该区域中新世处于南北向伸展背景,可能是撕裂的印度大陆岩石圈板片局部地区发生断离,软流圈上涌,导致富集印度岩石圈地幔源区部分熔融的产物。

关键词：特提斯喜马拉雅中新世煌斑岩地球化学