大陆地壳并不是一个完全刚性的块体，在其内部存在显著的岩性、流变性及热结构的不均一性。其中，深熔作用对地壳流变性的改变影响巨大。实验岩石学研究表，极少量的熔体 (大约7 vol%) 就可以使大陆地壳流变性发生显著的改变，并易于发生流动。近年来，地壳深熔与流动已经在以喜马拉雅为代表的碰撞型造山带中得到了广泛而深入的探讨。碰撞造山过程常形成巨厚的大陆地壳（最厚可达约70 km），而加厚的大陆地壳往往可以产生大量的热，使得其中下地壳发生部分熔融。熔融的地壳与周缘刚性的围岩存在流变性的巨大差异，从而造成结构的解耦。在此基础上，受上覆地壳自身重力或区域构造应力的作用，熔融地壳便容易发生流动。与之相比，增生造山过程通常没有那么巨量的地壳增厚，地壳深熔往往与具异常热流的低压/高温变质事件有关。增生的新生大陆地壳通常含有更多的易熔组分，地壳深熔可以产生大量的熔体。在当今主要增生型造山带中大量出露于地表的花岗岩-混合岩穹隆是增生型造山带内发生过强烈地壳深熔改造与物质流动的最好例证。然而，迄今为止我们对于增生型造山带中地壳深熔与流动的成因机制及其动力学过程的相知甚少。

　　针对上述问题，中国科学院广州地球化学研究所、深地科学卓越创新中心博士生汪晟，在导师蒋映德研究员的指导下，与澳大利亚莫纳什大学Roberto Weinberg教授及法国斯特拉斯堡大学Karel Schulmann教授合作，选取位于世界上最大的增生型造山带（中亚造山带）腹地的中国阿尔泰为研究对象，通过对该地区出露的泥盆纪花岗岩-混合岩穹隆（图1）内部开展精细的野外地质填图，构造期次恢复及锆石U-Pb定年工作，取得了以下认识：

图1 中国阿尔泰西部代表性花岗岩-混合岩穹隆核部之花岗岩体

　　(1) 中国阿尔泰泥盆纪花岗岩-混合岩穹隆的形成是两期构造变形下的产物，是构造应力和熔体流动共同作用的结果：早期地壳深熔作用伴随着区域尺度上的岩石圈水平伸展与减薄、深熔熔体的析出，形成区域尺度上大规模的近水平熔体条带；晚期近水平的地壳缩短挤压使得熔体向挤压褶皱的轴面通道大量汇聚，从而形成熔体网状联通系统，这一过程使得深熔地壳流变性发生巨变，进而在持续的水平挤压构造应力和熔体浮力的共同作用下发生大规模的垂直向上流动，形成区域上宏伟壮阔的花岗岩-混合岩穹隆（图1，图2）。

图2 中国阿尔泰西部代表性混合岩-花岗岩穹隆野外地质特征、地质产状投影和演化模式

　　(2) 定年结果显示早期地壳深熔作用及熔体析出发生在距今420-410 Ma（百万年前），晚期熔体汇聚流动过程分为三个阶段：410-100 Ma 构造应力由伸展转换为挤压，熔体开始向挤压褶皱轴部富集并形成网状的熔体迁移通道；400-380 Ma 熔体在褶皱轴面通道大量汇聚，造成深熔地壳显著的向上流动，其后在浅部地壳形成花岗岩-混合岩穹隆；370-360 Ma 冷凝阶段，残余熔体以脉体的形式侵入到冷却的围岩中（图3）。

　　(3) 增生型造山带中俯冲板片前进和后撤的反复转换过程导致了区域上应力场的转变并提供了地壳深熔所需的异常热。这一机制普遍存在于增生型造山带中，为解释增生型造山带中地壳深熔与流动的成因机制及动力学过程提供了关键证据。

图3 中国阿尔泰下地壳熔融流动时空演化模式图

　　研究成果近期发表于国际期刊《Geological Society of America Bulletin》上，该项研究成果获得了国家自然科学基金项目 (41672056, 42022017, 42021002，41872222)，国家重点研发计划 (2017YFC0601205)，中科院战略性先导科技专项 (B) (XDB18020203)，中科院国际合作项目（132744KYSB20190039）的资助。文章信息如下：

　　Sheng Wang, Yingde Jiang, Roberto Weinberg, Karel Schulmann, Jian Zhang, Pengfei Li, Ming Xiao, and Xiao-Ping Xia, 2021, Flow of Devonian anatectic crust in the accretionary Altai Orogenic Belt, central Asia: Insights into horizontal and vertical magma transfer: GSA Bulletin

   相关链接：https://doi.org/10.1130/B35645.1.

（同位素地球化学国家重点实验室供稿）