大陆地壳为何总体呈安山质而非玄武质，是大陆形成研究的核心科学问题。围绕这一问题，虽已提出多种模型，但现有认识主要建立在主量元素框架之上。事实上，大陆地壳不仅整体呈中性组成，还系统富集Ba、Sr等大离子亲石元素。因此，能够成立的大陆地壳形成模型，必须同时解释其中性组成和Ba–Sr等微量元素的富集。高Ba–Sr岩浆岩正是解决这一问题的关键对象。其异常高的Ba、Sr含量，以及大离子亲石元素富集、高场强元素亏损和弱或缺失Eu异常等特征，使其能够直接示踪Ba、Sr由地幔向地壳的迁移与富集过程，从而为认识深部物质输入在大陆地壳形成和演化中的作用提供了关键约束。

    针对上述问题，中国科学院广州地球化学研究所博士陈兵在王强研究员、张修政研究员指导下，以青藏高原北羌塘半岛湖地区新发现的一套始新世高Ba–Sr火山岩为研究对象，系统开展了年代学、全岩地球化学、Sr–Nd–O同位素以及单斜辉石原位Sr–Nd同位素分析（图1）。研究表明，这套火山岩形成于约41–40 Ma，涵盖由较原始的粗面安山岩到较演化的粗面岩，但均具有异常高的Ba和Sr含量，并显示一致的富集Sr–Nd同位素组成及偏高的锆石δ¹⁸O值（图2A-C）。这说明，其Ba–Sr富集特征并非单纯由浅部岩浆分异产生，而是继承自深部富集源区。

 综合微量元素特征、同位素约束和模拟结果，研究认为，半岛湖高Ba–Sr岩浆来源于受到松潘–甘孜三叠纪沉积物交代的富集岩石圈地幔（图2C和D）。进一步的分离结晶模拟显示，约30%–35%的单斜辉石分离结晶对Ba–Sr富集起到了后期放大作用，但并不是形成这一特征的根本原因（图2E）。由此，文章厘清了高Ba–Sr岩浆形成中的控制层级：源区富集是主导因素，岩浆分异是次级放大因素（图2F-H）。

    在此基础上，研究提出了一个两阶段地球动力学模型：首先，陆内俯冲使松潘–甘孜沉积物底垫到羌塘岩石圈底部，并对上覆地幔发生强烈交代，形成超富集地幔域；随后，岩石圈减薄和软流圈上涌触发这些富集地幔发生部分熔融，最终形成始新世高Ba–Sr岩浆（图3）。该模型将沉积物输入、地幔富集与岩浆演化统一到同一动力学框架之中。

 这项工作的意义，在于将大陆地壳形成机制的认识，由对中性整体组成成因的解释，推进到对关键微量元素富集机制的统一约束。研究表明，混杂岩/沉积物底垫（relamination）模式不仅可以解释大陆地壳安山质整体组成的建立，也可以解释Ba、Sr等大离子亲石元素富集特征的形成。因此，沉积物底垫引发的地幔交代富集和部分熔融过程，从主量元素到微量元素两个层面，为大陆地壳形成机制提供了统一的地球化学证据。

 相关成果近期发表在地质学主流期刊GSA Bulletin上。本项研究得到了国家自然科学基金青年科学基金项目（B类）（42322204）、深地国家科技重大专项（2024ZD1001103）和国家自然科学基金（42021002）的联合资助。

论文信息：Chen, B. (陈兵), Zhang, X.-Z*. (张修政), Wang, Q*.(王强), Qi, Y. (齐玥), Wei, Y.-W. (魏译文), Hu, W.-L. (胡万龙), Yu, Z.-W. (余志伟) and Gong, L.(龚林), 2026, Eocene high Ba–Sr magmatism in northern Tibet links ultra-enriched mantle to relamination of Songpan–Ganzi sediments: GSA Bulletin. https://doi.org/10.1130/B38869.1