地质力学所研究揭示高级变质带中淡色花岗岩的成因

      阿尔泰高级变质带发育大量淡色花岗岩脉（图1），岩性主要为白云母-石榴石二长花岗岩和石榴石-白云母英云闪长岩。锆石和独居石LA-ICPMS U-Pb定年结果（279–267 Ma）表明淡色花岗岩脉侵位时代为中二叠世。已有研究表明，阿尔泰地区矽线石片岩和泥质麻粒岩的锆石U-Pb年龄分别为299.2±3.4 Ma和292.8±2.8 Ma，代表了该地区红柱石型变质作用的时间，高温低压麻粒岩也表现出相似的变质作用时间（约290 Ma）。前人从阿尔泰地区超高温泥质麻粒岩获得了286–269 Ma的年龄，代表了阿尔泰地区退变质作用的时间。本次研究获得的淡色花岗岩脉的形成年龄（279–267 Ma）表明其与该地区高级变质作用的时间基本一致。

      淡色花岗岩含有较多的富铝矿物（白云母和石榴子石），具有较高的SiO2、Al2O3和K2O +Na2O含量，CaO, MgO, P2O5, TiO2和MnO含量均较低，大多数岩石的A/CNK比值大于1.1，为典型的S型花岗岩。大多数淡色花岗岩样品的CaO/Na2O比值(0.07–0.30)明显小于0.3，表明其可能来自于变泥质岩源区，而部分高CaO/Na2O比值(0.4)的样品可能来自于变砂岩源区。岩石的高Rb、低Sr特征以及较低的K2O/Na2O、Na2O含量和 Al2O3/(MgO+FeOT)比值也表明大多数样品来自于变泥质岩（图2）。所有花岗岩样品具有较高的Rb/Sr比值，且与Sr和Ba具有明显的负相关性，表明淡色花岗岩主要是变泥质岩在无水条件下经历白云母脱水熔融形成的。淡色花岗岩脉和同时期的超高温变质作用共同反映了阿尔泰造山带在二叠纪可能具有持续的高热流，对于理解阿尔泰造山带二叠纪构造-热演化历史具有重要意义。

图2 阿尔泰地区淡色花岗岩源区判别图解

      以上研究成果发表在国际期刊《Lithos》上，Guohui Hu, Wei-(RZ) Wang, Wenjiao Xiao, ChunjingWei, Yue Zhao, Jiangnan Liu. 2021. Crustal melting in a protracted hot setting in the Altai Orogen (NW China): Evidence from Permian leucogranite dykes in the metamorphic belt. Lithos, 384-385.

      原文链接：https://doi.org/10.1016/j.lithos.2020.105962

      该成果得到了国家自然科学基金（41672062, 41888101）、中国地质科学院基本科研业务费（JYYWF201819）和国家重点研发计划（2017YFC0601206）等项目资助。