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

地球深部上地幔的氧化还原状态控制着岩石的部分熔融，同时影响变价元素、亲铜元素的价态和挥发分的形成，其与岩浆起源、成矿作用乃至大气圈的演化密切相关。例如青藏高原发育大量后碰撞斑岩铜矿床，其形成被认为与幔源超钾质岩浆有直接或间接的关系。当前，多数构造环境下的上地幔氧化还原状态已经得到了较好的约束，如俯冲带的楔形地幔通常是相对氧化的（ΔFMQ = 0 to +3），而克拉通地幔（ΔFMQ = −4 to −2）和大洋地幔（ΔFMQ = −1.2 to −0.4）是相对还原。相比之下，造山带之下的上地幔氧氧化还原状态研究程度较弱，有关造山带之下的上地幔逸度（fO2）数据较少，且变化范围较大（ΔFMQ = –4.5 to +2.6），影响造山带上地幔fO2变化的机制也尚未得到很好的限定。

针对上述科学问题，自然资源部中国地质调查局地质研究所杨志明研究组选择青藏高原南部后碰撞（~25-8 Ma）超钾质岩中的二辉橄榄岩包体开展详细研究，首次报道了喜马拉雅造山带之下的上地幔fO2，以及超钾质岩浆从地幔源区到浅部地壳上升过程中的fO2变化。本次研究结果进一步暗示，后碰撞时青藏高原岩石圈地幔高fO2，有利于Cu、S等成矿物质从深部到浅部地壳的迁移，这可能是青藏高原大量发育后碰撞斑岩铜矿的关键。

图1. 藏南后碰撞超钾质岩及其内地幔包体的ΔFMQ vs. T (A)、P (B)和全岩Mg# (C) 图解

　　研究表明，二辉橄榄岩包体的fO2范围为ΔFMQ = +0.5 to +1.2（图1A，B），指示藏南~25-8 Ma时岩石圈地幔相比克拉通和大洋地幔更加氧化，大致落在俯冲带楔形地幔的fO2范围内。矿物学证据显示，源自俯冲于藏南陆壳之下的新特提斯洋壳和印度陆壳的富水流体和/或熔体对藏南岩石圈地幔的交代作用，很可能导致了其fO2的升高。此外，超钾质岩浆在从56km的古深度上升到15km的过程中，ΔFMQ从+0.8升高至+3.0（图1C）。这一fO2从深部到浅部过程的升高规律，与深部粗面安山质岩浆至浅部粗面质岩浆结晶分异过程中钛铁矿、硫化物和橄榄石含量降低等规律一致。因此，结晶分异作用，这一壳内岩浆演化过程，很可能导致了幔源岩浆fO2的变化，幔源岩浆fO2不能简单用来代表其源区氧化还原状态。

本研究得到国家自然科学基金委、科技部重点研发计划项目资助，研究成果近期在线发表在著名地学期刊《Geology》上（Li, W.K., Yang, Z.M., Chiaradia, M., Lai, Y., Yu, C., and Zhang, J.Y., 2020. Redox state of southern Tibetan upper mantle and ultrapotassic magmas, Geology, doi: 10.1130/G47411.1）。原文链接：https://doi.org/10.1130/G47411.1

在国家重大科学仪器设备开发专项项目支持下，地调局物化探所开发的“不极化电极接地电阻测量方法”，日前获得国家发明专利。

在电磁法系统测量过程中，用于测量电场的不极化电极，其接地电阻的阻值变化范围很大，可达两个数量级以上，变化过大的接地电阻对电场测量结果的准确度影响明显。故在实际生产中需要根据不极化电极的接地电阻值，对测量结果进行改正。

不极化电极接地电阻测量方法，通过短时间内对相对稳定的自然电位的多次测量，计算出不极化电极的接地电阻。避免了传统接地电阻测量方法需要向被测电极注入电流，从而引起电极稳定性变差和稳定时间延长的弊端。这种新方法能有效地提高野外工作效率，进一步改善电场测量精度。