弧岩浆作用是大陆地壳生长的主要方式之一，其岩浆起源与性质是深入理解大陆地壳的形成和演化的关键。前人研究揭示，横亘于青藏高原南部的冈底斯弧是典型的大陆弧，其弧壳具有显著的南部亏损（锆石εHf(t) > 0）、北部富集（锆石εHf(t) < 0）的锆石Hf同位素特征。但是，这一特殊Hf同位素组成的成因与演化过程还有待深入研究。

中国地质调查局地质研究所董昕研究员及其合作者对冈底斯弧北部巴松措和门巴地区约200 Ma的岩浆岩进行了系统研究，在明确其岩石成因和岩浆源区的基础上，探讨和细化了冈底斯弧北部地壳的演化过程。取得了如下主要认识：

1.冈底斯弧北部早侏罗世的岩浆岩包括巴松措地区约190 Ma的闪长岩堆晶和约200 Ma的花岗闪长岩堆晶（图1），以及门巴地区约190 Ma的寄主花岗质岩石和同期的镁铁质包体（图2）。

2.基于矿物组合、化学成分和全岩地球化学组成的研究（图3），巴松措地区的岩浆岩是偏镁铁质安山质岩浆通过角闪石、斜长石和榍石的分离结晶作用形成的；而门巴地区寄主花岗质岩石是安山质岩浆角闪石和斜长石分离结晶作用的产物。由于与寄主岩石具有相似的矿物组合和同位素地球化学组成，推测门巴地区镁铁质包体是与其寄主岩石同一母岩浆早期堆晶作用的产物。

3.上述早侏罗世岩浆岩具有继承的幔源同位素特征，通过全岩同位素模拟计算，提出了含水洋壳和不同比例的大陆地壳物质在源区发生部分熔融产生具有该地球化学特征母岩浆的合理解释（图4）。

4.结合前人发表的数据，冈底斯弧北部多期次（~215–170 Ma）岩浆岩记录了拉萨地体早中生代的地壳演化历史，即幔源物质的贡献随时间推移逐渐增多，具体表现为岩浆岩逐渐亏损的锆石Hf同位素组成上。

研究表明冈底斯弧壳经历了一个幔源物质贡献随时间推移逐渐增加的过程；同时，分离结晶作用是镁铁质岩浆包体的一种重要成因，而花岗质岩石具有的幔源地球化学特征可以是多解的。

上述研究受国家重点研发计划项目（2016YFC0600310）、国家自然科学基金项目（41872070和91855210）、中国地质科学院地质研究所基本科研业务费（J2006）和国家留学基金委访学项目（201809110024）的共同资助。成果发表在国际知名地学期刊《Lithos》上，详细内容请查阅文献：Dong Xin, Niu Yaoling, Zhang Zeming, Tian Zuolin, He Zhenyu. 2020. Mesozoic crustal evolution of southern Tibet: Constraints from the early Jurassic igneous rocks in the Central Lhasa terrane. Lithos, 366-367, 105557。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.lithos.2020.105557

图1 巴松措地区早侏罗世闪长岩堆晶和花岗闪长岩堆晶的野外和镜下照片

图2 门巴地区早侏罗世花岗质岩石的野外和镜下照片

图3 拉萨地体中部早侏罗世岩浆岩主量元素的二端元图解。Bulk-rock代表本研究样品的全岩主量元素成分；av. Pl代表本研究斜长石主量元素的平均成分；av. Amp代表本研究角闪石主量元素的平均成分；Bulk-rock of start material代表实验开始时物质的全岩主量元素成分；Melt代表平衡结晶实验过程中获得的熔体的全岩主量元素成分。

图4 拉萨地体晚三叠–早侏罗纪岩浆作用和地壳演化模式图。

岩浆补给作用为岩浆房补充热量和物质，促进岩浆房的对流、岩浆的分异演化和早期结晶晶体的熔蚀及再活化，并且可能导致岩浆房过压，触发火山喷发。同时，岩浆补给作用制约着高硅流纹质火山岩的形成，是晶体-熔体分离机制的关键因素之一，但该作用通常较为“隐蔽”。为揭示这一作用过程，自然资源部中国地质调查局地质研究所贺振宇研究员课题组颜丽丽博士后与南京大学徐夕生教授合作，选择中国东南沿海巨型火山-侵入杂岩带中具有代表性的浙江雁荡山破火山口火山-侵入杂岩为对象，对中央侵入相石英正长斑岩及其中发育的富晶体包体开展了斜长石原位Sr同位素研究。该研究揭示了斜长石颗粒之间的成分和Sr同位素组成变化，有效制约了酸性岩浆系统的岩浆补给和堆晶体的再活化过程。

浙江雁荡山破火山口火山-侵入杂岩由包含四个岩性段的流纹质火山岩，以及中央侵入相石英正长斑岩组成（图1）。石英正长斑岩中发育次球状或不规则状的富晶体包体。这种包体与花岗岩中常见的暗色微粒包体不同，富含晶体和斑晶（图2）。同时，在雁荡山第四火山岩性段的流纹质晶屑-玻屑熔结凝灰岩中也发育这种富含晶体的浆屑或包体（图2）。目前一般认为这种类型的包体与岩浆房的晶粥活化作用有关。

图1 浙江雁荡山破火山口火山-侵入杂岩地质简图。石英正长斑岩位于破火山口的中心，呈多个岩株出露。

图2雁荡山石英正长斑岩和富晶体包体的野外露头照片（a-c）。第四火山岩性段火山岩中也发育类似的富晶体包体（d）。

斜长石Sr同位素研究结果表明：

1.雁荡山破火山口火山-侵入杂岩中的包体和寄主石英正长斑岩中发育的斜长石晶体虽然发育了复杂的内部结构和成分环带（图3），但颗粒内部的(87Sr/86Sr)i变化不明显。但是，斜长石颗粒间显示了明显的(87Sr/86Sr)i变化（图4），暗色了岩浆补给和岩浆混合过程，并且该作用过程可能驱动了晶体间熔体的抽取。

2.尽管石英正长斑岩与包体的全岩(87Sr/86Sr)i差别很小，但是包体中斜长石的(87Sr/86Sr)i变化范围与其对应的全岩Sr同位素组成范围相似或偏低，而石英正长斑岩中斜长石的(87Sr/86Sr)i变化范围与其对应的全岩Sr同位素组成范围相似或偏高（图4）。因此，这些包体的变化范围较大的全岩(87Sr/86Sr)i，可能暗色了其主要组成矿物为来自不同端元的组合。这对于理解全岩Sr同位素组成的也提供了新的信息。

图3 包体中斜长石斑晶的成分面扫描，显示其环带结构，核部低Ca并发育筛状构造，边部高Ca。

图4雁荡山石英正长斑岩以及包体中斜长石颗粒间(87Sr/86Sr)i变化，以及与全岩Sr同位素组成对比。

本研究同时也展示了斜长石原位Sr同位素分析在揭示酸性岩浆系统的岩浆作用过程研究中重要作用和潜力，也为支撑和推动地调局在深部地质调查与研究提供了新的研究思路。本研究受国家自然科学基金项目（41930214, 41102028）和中国博士后科学基金项目（2020M670402）资助，成果发表于国际地学期刊《Journal of Asian Earth Sciences》：Yan Li-Li, He Zhen-Yu, Xu Xi-Sheng, 2020. Magma recharge processes of the Yandangshan volcanic-plutonic caldera complex in the coastal SE China: constraint from inter-grain variation of Sr isotope of plagioclase. Journal of Asian Earth Sciences 201, 104511. 全文链接：https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2020.104511

附：对雁荡山破火山口火山-侵入杂岩系统的锆石U-Pb定年、锆石Hf-O同位素和全岩地球化学等研究，制约了其岩浆来源，以及火山岩与侵入岩的具体成因联系等问题。该研究成果发表于Lithos：Yan Li-Li, He Zhen-Yu, JahnBor-ming, Zhao Zhi-Dan, 2016. Formation of the Yandangshan volcanic-plutonic complex (SE China) by melt extraction and crystal accumulation.Lithos 266–267, 287–308.http://dx.doi.org/10.1016/j.lithos.2016.10.029