青藏高原是现代地壳表面海拔最高的区域，然而在2.8亿年前的早二叠世，青藏高原还是一片汪洋大海，这一海域贯穿欧亚大陆的南部，与北非、南欧、西亚和东南亚的海域联通，被称为特提斯洋^[1-2]。依据演化次序与存在时代，特提斯洋又被划分为古特提斯、中特提斯、新特提斯，它们的遗迹广布于欧洲、亚洲等现代大陆之上^{[1, 3-4]}。

中特提斯洋在西藏中部地区存在2个残留蛇绿混杂岩带——班公湖-怒江缝合带及狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带，它们代表的洋盆扩张、俯冲、消减及闭合事件是近年学者们研究的焦点，这2条缝合带中的蛇绿岩时代指示中特提斯洋的打开时限早于晚三叠世^[5-6]。西藏中部早白垩世早期一系列与板内伸展事件相关的岩浆弧及晚白垩世广泛发育的埃达克岩指示洋盆发展进入了闭合碰撞阶段^[7-12]。了解一个大洋的演化历程，除探寻其“诞生”与“消亡”的历史外，象征这2个阶段的中间转换过程——俯冲作用的启动与发展，也具有重要的研究意义^{[3, 13]}。

西藏中部广泛发育的中生代岩浆活动记录了中特提斯洋洋盆扩张、俯冲消减、闭合碰撞的历史，其中俯冲的持续时间被认为可能自晚三叠世一直持续至早白垩世晚期，但这期间存在一些显著的岩浆作用间断，150~130 Ma的岩浆活动在中北拉萨地体上鲜有报道，极大地限制了学者们对中特提斯洋完整俯冲模型的建立。在最近几年的野外地质调查中，笔者在北拉萨板块中段的阿索地区新发现了一期130 Ma左右的凝灰熔岩，对其展开了锆石U-Pb定年与全岩地球化学研究，结合阿索地区已报道的早白垩世岩浆活动特征，以及中北拉萨板块前人报道的同期岩浆活动的性质，希望能为西藏中部早白垩世中期的构造演化研究提供更多的信息。

1.   区域地质背景与样品特征

青藏高原由一系列板块及缝合带碰撞拼贴而成，这些板块及缝合带自北向南包括金沙江缝合带、北羌塘板块、龙木措-双湖-澜沧江缝合带、南羌塘板块、班公湖-怒江缝合带、拉萨板块、印度-雅鲁藏布江缝合带、喜马拉雅造山带等^{[1, 5, 14]}。其中，位于西藏中南部的拉萨板块又被狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带及米拉山断裂带进一步划分为北、中、南拉萨板块^[15](图 1-a)。

图  1  青藏高原白垩纪岩浆岩及火山沉积地层分布图(a)和目思旦角地区地质简图(b)

LSSZ—龙木措-双湖-澜沧江缝合带；BNSZ—班公湖-怒江缝合带；SNMZ—狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带；LMF—米拉山断裂带；IYZSZ—印度-雅鲁藏布江缝合带；SQ—南羌塘板块；NL—北拉萨板块；CL—中拉萨板块；SL—南拉萨板块；图中年龄数据据参考文献[10, 15-29]

Figure  1.  Geological map showing distibution of Cretaceous magmatic and volcanic-sedimentary strata in Qinghai-Tibet Plateau(a)and simplified geological map of the Sidanjiao area(b)

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研究区阿索位于狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带的中段，夹持于中、北拉萨板块之间。研究区发育一系列的中生代沉积地层、蛇绿混杂岩、中生代变质岩、岩浆岩等。采样地区目思旦角位于阿索乡南部约10 km处，该处的地层在1:25万区域地质调查中被划分为上石炭统—下二叠统拉嘎组，然而在最新的1:5万区域地质填图过程中，发现该处出露的主体岩性为一系列的火山碎屑岩、火山熔岩等，结合所取得的火山岩锆石U-Pb年龄，将该处地层重新划归为早白垩世多尼组(图 1-b)。本次采集的测年和地球化学分析样品来自早白垩世多尼组中的凝灰熔岩夹层，坐标为: 东经85°54′57″、北纬31°43′19″)，层厚3~5 m，东西向延伸超过2 km，总体分布面积约500 m²，风化程度中等，手标本呈黄褐色(图版Ⅰ-a、b)。镜下鉴定结果显示，其具有凝灰熔岩结构，块状构造，主要由晶屑、岩屑及熔岩组成，晶屑的成分主要为石英和斜长石，石英多呈粒状，斜长石多呈板状或棱角状，有溶蚀现象，且发生了明显的碳酸盐岩化。晶屑的粒径为0.3~1 mm，含量约20%。岩屑粒径在1~2.5 mm之间，成分包含沉积岩岩屑，约占10%，胶结物成分为流纹岩，斑状结构，斑晶为斜长石和石英，基质由斜长石、石英微晶组成，有明显的碳酸盐岩化现象，具有隐晶质结构。综上所述，将其定名为流纹质岩屑晶屑凝灰熔岩(图版Ⅰ-c~f)。

  图版Ⅰ 

a、b.目思目角地区凝灰熔岩野外手标本近景照片；c、e.目思目角地区凝灰熔岩单偏光镜下照片，可见明显的火山碎屑结构；d、f.正交偏光镜下照片；Q—石英；Pl—斜长石

  图版Ⅰ. 

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2.   测试方法及结果

2.1   测试方法

采集了1件凝灰熔岩样品用于锆石U-Pb同位素年龄测试，测试所用锆石分选在河北省区域地质调查实验室(廊坊)完成，首先将原岩样品粉碎至50~80目，然后使用重液分选、磁分选等方法挑出单矿物锆石。锆石制靶在北京凯德正科技有限公司完成。锆石的阴极发光及透射光、反射光图像在中国地质科学院地质研究所及中国地质大学(北京)地学实验中心拍摄。锆石U-Pb定年在吉林大学东北亚矿产资源评价国土资源部重点实验室完成，使用的仪器为一台搭载了德国COMPEx公司生产的GeoLasPro型193nm ArF准分子激光器的Agilent 7900型ICP-MS仪器，以氦气为载气，以标准玻璃NIST610及标准锆石91500为标样，束斑直径为32 μm，频率为7 Hz，同位素比值及年龄的计算使用Glitter及Isoplot软件进行，普通铅校正据参考文献[30]，具体的实验过程及相关参数据参考文献[31]。

共5件凝灰熔岩样品用于全岩主量、微量元素测试。地球化学样品首先在河北省区域地质调查实验室(廊坊)粉碎研磨至200目待测试。全岩主量、微量元素测试在吉林大学东北亚矿产资源评价自然资源部重点实验室完成。全岩主量元素测试使用仪器为X射线荧光光谱仪(Rigaku ZSX Primus Ⅱ)。首先称取50 mg样品，采用碱溶法将样品全部溶解，并将碱溶液用纯硝酸提取定容后待测。SiO₂的分析精度为1%，其他氧化物的精度在4%~10%之间。测试烧失量的方法为称取1 g样品在1000℃下加热数小时，冷却至室温后重新称重计算。全岩微量元素测试使用的仪器为一台ICP-MS(Agilent-7500a型)。用于对比的标样为中国地质测试中心的岩石标样GSR-1、GSR-3和GSR-5，所有元素的测试精度均小于5%，详细的测试过程及相关参数据参考文献[32]。

2.2   测试结果

用于测年的样品为阿索目思旦角地区采集到的一期流纹质凝灰熔岩(N18T24)，测试结果见表 1。该年龄样品中共挑选出2类锆石，第一类呈短柱状，长宽比约为1.5，发育韵律环带，Th/U值高，属于岩浆锆石。选出的20粒锆石中共有17粒为典型岩浆锆石，²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄介于128±4~131±4 Ma之间，加权平均值为129.3±1.9 Ma，MSWD=0.039(图 2-b)。第二类锆石均具有较高程度的磨圆，且部分锆石的岩浆环带不明显，可能为岩浆演化过程中的捕获锆石。挑选的20粒锆石中04、03、08号3粒锆石具有捕获锆石特征，测年结果分别为692±17 Ma、1610±23 Ma、1342±25 Ma(04点为²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄，03、08点为²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄)，应为砂岩岩屑中的锆石(图 2-a)。

表  1  目思旦角凝灰熔岩锆石U-Th-Pb同位素测试结果

Table  1.  Zircon U-Th-Pb isotopic results of the tafflava in the Musidanjiao area

样品号	Th	U	Th/U	同位素比值							年龄/Ma
	10-6			207Pb/206Pb	1σ	207Pb/235U	1σ	206Pb/238U	1σ		207Pb/206Pb	1σ	207Pb/235U	1σ	206Pb/238U	1σ
N18T24-01	225.23	163.29	1.38	0.04858	0.00281	0.13480	0.00787	0.02012	0.00057		128	82	128	7	128	4
N18T24-02	162.70	186.65	0.87	0.04863	0.00277	0.13459	0.00773	0.02007	0.00057		130	80	128	7	128	4
N18T24-03	55.68	60.26	0.92	0.09924	0.00234	3.89205	0.10789	0.28442	0.00729		1610	23	1612	22	1614	37
N18T24-04	49.74	58.11	0.86	0.06269	0.00217	0.98030	0.03628	0.11340	0.00300		698	38	694	19	692	17
N18T24-05	98.22	164.31	0.60	0.04866	0.00255	0.13657	0.00730	0.02035	0.00056		131	74	130	7	130	4
N18T24-06	203.23	381.06	0.53	0.04864	0.00199	0.13593	0.00581	0.02027	0.00054		131	53	129	5	129	3
N18T24-07	209.48	173.34	1.21	0.04866	0.00244	0.13559	0.00692	0.02021	0.00056		131	69	129	6	129	4
N18T24-08	162.93	68.03	2.39	0.08617	0.00212	2.80527	0.08012	0.23611	0.00608		1342	25	1357	21	1366	32
N18T24-09	123.64	156.61	0.79	0.04871	0.00273	0.13734	0.00781	0.02045	0.00057		134	80	131	7	130	4
N18T24-10	430.89	367.56	1.17	0.04868	0.00231	0.13604	0.00661	0.02027	0.00056		132	64	130	6	129	4
N18T24-11	152.43	155.03	0.98	0.04858	0.00304	0.13564	0.00846	0.02025	0.00061		128	87	129	8	129	4
N18T24-12	561.22	189.79	2.96	0.04851	0.00398	0.13545	0.01102	0.02025	0.00064		124	124	129	10	129	4
N18T24-13	395.75	280.90	1.41	0.04865	0.00333	0.13597	0.00939	0.02027	0.00058		131	103	129	8	129	4
N18T24-14	213.49	216.95	0.98	0.04877	0.00418	0.13830	0.01188	0.02057	0.00060		137	138	132	11	131	4
N18T24-15	95.15	105.81	0.90	0.04846	0.00505	0.13584	0.01417	0.02033	0.00060		122	178	129	13	130	4
N18T24-16	155.57	168.78	0.92	0.04861	0.00271	0.13573	0.00765	0.02025	0.00058		129	78	129	7	129	4
N18T24-17	99.11	175.82	0.56	0.04875	0.00426	0.13618	0.01196	0.02026	0.00058		136	143	130	11	129	4
N18T24-18	139.47	177.64	0.79	0.04852	0.00267	0.13676	0.00762	0.02044	0.00058		125	77	130	7	130	4
N18T24-19	117.77	117.44	1.00	0.04861	0.00512	0.13636	0.01434	0.02034	0.00062		129	178	130	13	130	4
N18T24-20	41.52	156.85	0.26	0.04374	0.00240	0.12318	0.00688	0.02042	0.00057		-84	71	118	6	130	4

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图  2  目思旦角凝灰熔岩锆石阴极发光图像及锆石U-Pb谐和图

Figure  2.  Cathodoluminescence images and concordia plots of zircon from tafflava in the Musidanjiao area

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5件凝灰熔岩样品的全岩主量和微量元素分析结果见表 2。目思旦角凝灰熔岩具有极高的SiO₂含量(76.27%~78.70%)，中等的Al₂O₃(11.23%~12.21%)及全碱(5.60%~6.30%)含量，很低的全铁、CaO、MgO、TiO₂、P₂O₅含量。在Nb/Y -Zr/TiO2×0.001图解中，样品点大多落入流纹岩/英安岩区域(图 3-a)；在A/CNK-A/NK图解中，全部落入过铝质系列区域(图 3-b)；在SiO₂-K₂O图解中，则落入中钾钙碱性系列区域(图 4)。

表  2  目思旦角凝灰熔岩全岩主量、微量和稀土元素含量

Table  2.  Whole-rock major, trace elements and REE contents of the tafflava in the Musidanjiao area

元素	T24H1	T24H2	T24H3	NT24H4	T24H5	元素	T24H1	T24H2	T24H3	NT24H4	T24H5
SiO2	77.13	76.72	78.70	76.27	76.81	Ce	39.3	35.7	47.8	45.4	52.4
Al2O3	12.21	11.84	11.23	11.92	11.99	Pr	5.15	4.83	6.25	6.03	6.89
TFe2O3	1.16	1.31	1.45	1.50	1.26	Nd	19.7	18.4	23.8	22.6	26.1
CaO	0.89	1.21	0.62	1.40	1.09	Sm	5.13	4.73	6.13	5.24	6.02
MgO	0.21	0.19	0.20	0.22	0.24	Eu	0.73	0.68	0.85	0.79	0.87
K2O	3.26	2.73	2.82	3.26	3.12	Gd	5.45	5.37	7.45	5.91	6.09
Na2O	3.04	3.33	2.78	2.48	2.74	Tb	0.93	0.92	1.32	1.01	0.95
TiO2	0.09	0.09	0.10	0.13	0.15	Dy	5.95	6.01	8.68	6.35	5.86
P2O5	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	Ho	1.28	1.28	1.84	1.36	1.22
MnO	0.03	0.03	0.04	0.04	0.04	Er	3.80	3.89	5.44	4.03	3.56
烧失量	1.90	2.16	1.84	2.39	2.11	Tm	0.58	0.56	0.79	0.59	0.53
Cr	4.38	4.19	3.72	4.33	4.58	Yb	3.76	3.67	5.15	3.86	3.40
Ni	1.26	1.49	1.69	1.69	1.66	Lu	0.56	0.56	0.76	0.60	0.51
Ga	13.5	12.8	12.2	13.6	14.1	Hf	4.17	4.35	4.18	4.51	4.17
Rb	115	96.4	103	114	117	Ta	0.95	0.95	0.92	0.91	0.88
Sr	51.6	54.2	33.9	59.0	48.6	Pb	26.8	24.7	26.4	22.7	22.2
Y	32.9	34.4	49.4	36.8	32.6	Th	16.4	16.0	18.2	15.9	18.6
Zr	107	111	112	122	117	U	2.76	2.46	3.37	2.40	2.81
Nb	12.0	12.2	11.5	11.5	11.9	Mg#	29.7	25.3	24.3	25.5	30.7
Ba	722	526	572	737	585	Eu/Eu*	0.42	0.41	0.38	0.44	0.44
La	18.7	18.1	23.5	24.4	27.3
注：主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6

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图  3  Nb/Y -Zr/TiO₂×0.0001(a)^[33]和A/CNK-A/NK(b)^[34]图解

Figure  3.  Nb/Y -Zr/TiO₂×0.0001(a) and A/CNK-A/NK(b)diagrams

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图  4  目思旦角凝灰熔岩SiO₂-K₂O图解^[35]

Figure  4.  SiO₂-K₂O diagram of the tafflava in the Musidanjiao area

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目思旦角凝灰熔岩的微量元素组成表现出U、Th、Pb等大离子亲石元素富集，Nb、Ta、Ti等高场强元素亏损的特征，具有明显的岛弧亲缘性(图 5-a)；样品的稀土元素分异程度中等，轻稀土元素较富集，而重稀土元素没有明显的亏损(图 5-b)；此外，样品具明显的负Eu异常(δEu=0.38~0.44)。

图  5  阿索目思旦角凝灰熔岩原始地幔标准化微量元素蛛网图(a)及球粒陨石标准化稀土元素配分曲线(b)(标准化数据据参考文献[36])

Figure  5.  Primitive mantle-normalized trace element distribution curves(a)and chondrite- normalized REE patterns(b)of tafflava in the Musidanjiao area

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3.   讨论

3.1   岩浆成因

目思旦角凝灰熔岩具有极高的SiO₂含量，较低的Mg^#值(24.33~30.74)，指示它们经历了显著的后期岩浆分异，样品表现出明显的负Eu异常，可能与斜长石的分离结晶作用相关。在Sr-Ba图解(图 6)中，样品表现出明显的斜长石分离结晶趋势；Nb、Ta、Ti等元素的亏损可能与富钛矿物的分离结晶相关，如钛铁矿或金红石；而P₂O₅显著亏损，可能与富磷矿物如磷灰石的分离结晶作用相关。

图  6  目思旦角凝灰熔岩Sr-Ba图解^[37]

Pl—斜长石；Amp—角闪石；Bi—黑云母；Kfs—钾长石

Figure  6.  Sr-Ba diagram for the tufflava around Musidanjiao

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酸性岩浆岩经历的强烈分离结晶作用导致不同类型岩石在SiO₂增高的同时，表现出地球化学及矿物学特征的趋同性，也导致具有高SiO₂、高分异程度的A型花岗岩、高分异I型花岗岩及高分异S型花岗岩之间难以区分^[10]。Whalen等^[38]利用一些高场强元素及氧化物之间的比值绘制了用以区分这些岩石类型的图解。在(Zr+Nb+Ce+Y)-TFeO/MgO及10000Ga/Al-Zr图解(图 7)中，样品点均落入高分异的I/S型花岗岩区域，其较低的Zr元素含量与铁镁比值与A型花岗岩具有显著差异。目思旦角凝灰熔岩具有明显的负Eu异常及显著的Ba、Sr亏损，指示斜长石为源区的主要残留矿物，结合样品较平缓的重稀土元素配分模式((Gd/Lu)_N=1.19~1.48)，其源区的压力应该较低。此外，样品具有较高的Th、U元素含量，强烈的Sr、P、Ti亏损，较低的Nb/Ta(12.49~13.63)、Nb/Yb(0.23~0.37)、Ce/Pb(1.44~2.37)值及中等的Ce元素含量，与大陆地壳的元素组成十分相似^[39]，且在岩浆源区判别图解上，目思旦角凝灰熔岩的投点均靠近大陆地壳/全岩地壳区域，并表现出一定的俯冲带富集趋势(图 8)。综合以上证据，认为目思旦角凝灰熔岩的源区以部分熔融的中地壳为主。

图  7  (Zr+Nb+Ce+Y)-TFeO/MgO(a)^[38]和10000Ga/Al-Zr(b)图解^[38]

FG—分异的花岗岩；OGT—未分异的花岗岩；A—A型花岗岩；I、S、M—I型、S型，或M型花岗岩

Figure  7.  (Zr+Nb+Ce+Y)-TFeO/MgO(a)and 10000Ga/Al-Zr(b)diagrams

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图  8  Nb/Y-Rb/Y(a)和Ce-Ce/Pb(b)图解(底图据参考文献[40])

Figure  8.  Nb/Y-Rb/Y (a)and Ce-Ce/Pb(b)diagrams

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流纹岩形成过程往往伴随着时代相近、空间相邻、具有相似物质源区的花岗质岩石的形成^[41]。中拉萨地体东、西、中部地区均有约130 Ma的花岗质岩石的报道^[15-16]，且在研究区西南侧不远的达雄地区，便有一处约130 Ma的英安质火山熔岩出露^[16]。对花岗质岩体的数据进行了搜集，与本文样品展开了对比。首先，二者的微量和稀土元素组成表现出了很高的相似性(图 5)，在哈克图解中，本文样品也与周缘地区的同期花岗质岩石表现出了一定的线性相关关系(图 9-a、b)，笔者倾向于它们为具有内在成因联系的火山-侵入杂岩；结合本文样品的岩浆源区特征，认为它们可能受中部地壳的部分熔融控制，在岩浆房中经历了结晶分异及喷发或侵入的后期演化事件。

图  9  目思旦角凝灰熔岩主量元素哈克图解

Figure  9.  Harker diagrams of tufflava in the Musidanjiao area

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3.2   构造背景

对西藏中部早白垩世岩浆活动的构造背景一直以来争议较大，主要存在班公湖-怒江洋南向俯冲及雅鲁藏布江洋北向俯冲2种观点。Zhu等^[42]提出，班公湖怒江洋在140~130 Ma闭合，北拉萨与南羌塘板块之间发生软碰撞，其后拉萨板块之下的班公湖-怒江洋俯冲洋壳在130~120 Ma开始拆沉、回返，导致中北拉萨上则弄群及多尼组火山岩的发育，直至早白垩世晚期(110 Ma左右)板片断离发生，早白垩世末岩浆大爆发形成。还有学者指出，可能是雅鲁藏布江洋的北向俯冲导致了拉萨板块晚侏罗世—白垩纪岩浆活动的发育^[43-47]。前人在阿索地区已报道了2期早白垩世岩浆活动，一期约为120 Ma，岩石组合为高镁闪长岩与A型花岗斑岩^[48]；一期约为105 Ma，岩石组合为A型花岗斑岩与板内玄武岩^{[10, 49]}，这2期岩浆活动分别被认为形成于班公湖-怒江洋南向俯冲末期(约120 Ma)与碰撞闭合后的板片断离阶段(约105 Ma)。而本文报道的目思旦角凝灰熔岩时代更早(约130 Ma)，且表现出大离子亲石元素的富集、高场强元素的亏损，在酸性岩的构造判别图解中也大都落入火山弧花岗岩区域(图 10)。这些特征指示它们形成于正常的俯冲岛弧环境，与此同时，区域上130 Ma左右的岩浆活动类型主要包括具有安第斯型陆缘弧属性的I型花岗质岩石及明显遭受俯冲作用影响的岛弧英安质火山熔岩^[15-16]，而中北拉萨板块上早白垩世早期的沉积地层以上侏罗统—下白垩统则弄群为代表，为一套发育大规模火山活动的火山-沉积地层，同样指示岛弧的形成。综合这些信息，认为包括本文报道的目思旦角凝灰熔岩在内的早白垩世早期岩浆活动(约130 Ma)为一期陆缘岛弧岩浆活动，可能形成于班公湖-怒江洋南向俯冲至中拉萨地体之下的过程中，该俯冲作用可能在早白垩世晚期(约120 Ma)进入末期，并在早白垩世末期(约105 Ma)发生了俯冲板片的断离。

图  10  花岗质岩石构造判别图解^[50]

a—(Y+Nb)-Rb图解；b—Y-Nb图解。VAG—火山弧花岗岩；Syn-COLG—同碰撞花岗岩；WPG—板内花岗岩；ORG—洋中脊花岗岩

Figure  10.  Tectonic discriminant diagrams of the granitoids

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4.   结论

(1) 阿索目思旦角流纹质岩屑晶屑凝灰熔岩的形成时代为129.3±1.9 Ma，属早白垩世中期岩浆活动的产物。

(2) 阿索目思旦角流纹质岩屑晶屑凝灰熔岩具有岛弧系列岩石的地球化学特征，富集大离子亲石元素、亏损高场强元素，与此同时它们具有较高的分异程度，SiO₂含量较高，结合其较高的Th、U元素含量，强烈的Sr、P、Ti的亏损及较低的Nb/Ta值，它们可能来自于中地壳的部分熔融过程，与区域上周缘同期的花岗质岩石构成了火山-侵入杂岩机构。

(3) 阿索地区此前报道的早白垩世岩浆活动时限集中于120 Ma及105 Ma左右，均受班公湖-怒江洋洋壳南向俯冲闭合控制，目思旦角129 Ma岛弧岩浆活动的发现，为该区域更早的班公湖-怒江洋南向俯冲活动提供了证据。