从55Ma开始，青藏高原受印度板块碰撞和俯冲，发生了快速隆起和抬升，同时伴随着大规模的火山活动。在青藏高原，从南到北一共分布有4条新生代火山岩带，这些火山岩性质类似，大部分表现出富集钾元素和轻稀土元素特征（图1）。对于这些富钾火山岩的来源目前存在较大争议，传统地球化学很难区分富集成分是来源于早先的特提洋俯冲组分还是现今的印度板块和亚洲板块俯冲物质。

图1. 青藏高原新生代火山岩分布图

针对上述问题，中国地震局地质研究所火山研究室魏费翔副研究员、许建东研究员和赵波副研究员与英国伦敦帝国理工学院和杜伦大学地球化学研究团队进行合作，首次对青藏高原西北缘的阿什库勒火山岩进行了铊同位素测试。测试结果显示这些火山岩的铊元素含量异常高，结合地球化学和地球物理研究成果，本研究认为这与岩浆的金云母橄榄岩源区有关。阿什库勒火山岩的铊同位素（ε²⁰⁵Tl）出现明显的分异，变化范围为-2.7至+6.4（图2），与大陆地壳和亏损地幔（DMM）的铊同位素比值范围（-2±1）差异较大。在讨论了蚀变、结晶分异和混染、岩浆脱气等后期过程的影响后，研究团队认为造成阿什库勒火山岩中Tl同位素分异的主要原因是海洋沉积物的加入，并提出了青藏高原钾质火山岩形成模型。该模型认为，在青藏高原形成之前，受特提斯洋的俯冲作用，岩石圈地幔被海洋沉积物和流体交代而富集，这些海洋沉积物和流体的不均匀混合造成了铊同位素的不均一性。

图2. 阿什库勒火山岩的Tl和Sr-Nd同位素比值。

图3. 青藏高原碰撞后富钾火山岩形成模式图。

该研究得到了中国地震局地质研究所基本科研业务专项（IGCEA1904）和国家自然科学基金面上项目（41372344）的资助，近期发表在国际地学权威学术期刊Chemical Geology上：Feixiang Wei （魏费翔）, Julie Prytulak, Evelyn B. Baker, Jiandong Xu (许建东), Bo Zhao (赵波). 2022. Identifying Tethys oceanic fingerprint in post-collisional potassium-rich lavas in Tibet using thallium isotopes. Chemical Geology, 607, 121013.

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2022.121013