近日，团队在国际著名期刊《Journal of Petrology》上发表有关“花岗质岩浆形成与演化过程”的论文。文章主要从单矿物尺度定性地揭示花岗岩的岩浆混合与同化混染过程，对示踪岩浆房复杂的开放体系演化与成矿过程研究具有重大意义。

花岗岩是长英质大陆地壳的重要组成部分，其岩浆演化过程与大陆地壳演化及成矿密切相关。开放体系岩浆演化（包括岩浆混合与同化混染）在岩浆房中普遍存在，这些过程可以影响岩浆的成分、温度和氧逸度，从而影响部分微量元素的分配行为。然而，传统全岩粉末整体分析得到的是一个混合信号，可能会掩盖很多信息，有时不能很好地示踪具体的岩浆演化，而矿物尺度的元素和同位素组成可以较好地记录岩浆来源与长期演化。我们团队以华南桐庐花岗岩及包体为研究对象，通过全岩和单矿物原位分析对具体的岩浆演化过程进行详细地约束。

开放体系岩浆过程在桐庐岩体演化中留下很多岩石学和地球化学记录（如镁铁质微粒包体（简称MME）、围岩捕掳体（简称CRX）和斜长石复杂的成分环带）。MME和寄主花岗岩约在130Ma同时形成，岩相学特征结合Sr-Nd-Hf同位素组成表明MME是热的镁铁质岩浆和冷的长英质岩浆不完全混合残留的淬冷镁铁质凝块。岩体中CRX主体为绿色角岩，其富黑云母的暗色边表明CRX可能受到来自寄主岩的富K熔/流体改造。部分CRX有着港湾结构，周边围绕着一些小的被完全改造的暗色CRX，表明其进入寄主岩浆后受到改造，并发生崩解，逐步被寄主岩同化。这些特征都指向了典型的整体反应同化混染过程。

由于侵位深度浅（4.4~ 6.6 km），岩浆冷却速率快，桐庐岩体中的斜长石成分环带得以保留，其Sr同位素组成和An值（100*Ca/（Na+Ca+K）的原子百分比）的变化可以用来示踪具体的岩浆演化。一般来说，原始的镁铁质岩浆具有高Ca低K和低Sr同位素比值特征，其进入演化的长英质岩浆中，会导致斜长石的An值急剧增加，Sr同位素比值减小。此外，同化高Sr同位素比值的上地壳可能会使斜长石的Sr同位素比值升高，而正常的岩浆结晶分异不会对Sr同位素造成太大的影响。桐庐岩体中斜长石显示复杂的核幔边变化（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr= 0.7073 ~ 0.7137），根据Sr同位素变化，斜长石可以分为四种类型。第一类斜长石Sr同位素均一，显示正常的结晶分异。第二类和第三类斜长石的成分环带分别记录了镁铁质岩浆注入长英质岩浆房和上地壳同化混染。第四类斜长石有着清晰的核幔边变化，完整记录岩浆混合和地壳同化混染事件。其从核部到幔部，An值急剧增加，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值减小（低至0.7075），而边部又有极高的Sr同位素比值（高至0.7117），这些环带记录了岩浆演化的时间顺序，即岩浆混合事件早于同化混染事件。热的镁铁质岩浆注入原先存在的长英质岩浆房不仅增加岩浆房温度，同时可能引起围岩的强烈破碎进入岩浆，两者结合又加强了同化混染过程（图1）。这一研究成果指示了单矿物原位分析在示踪具体岩浆演化过程中具有重要的意义。

文章第一作者虞凯章为我们团队博士生。通讯作者为刘勇胜教授

文章信息：Kaizhang Yu, Yongsheng Liu* and Qinghai Hu, Mihai N.Ducea, Zhaochu Hu, Keqing Zong and Haihong Chen. Magma recharge and reactive bulk assimilation in enclave-bearing granitoids, Tonglu, South China. Journal of Petrology, 2018.

DOI: 10.1093/petrology/egy044