新聞動(dòng)態(tài)黃彤宇、王強(qiáng)等-JP：同一巖漿儲(chǔ)庫內(nèi)富角閃石堆晶巖的多重成因
?俯沖帶巖漿作用是大陸地殼生長的主要引擎。原始的弧巖漿通常富含水分，這使得角閃石在深部地殼的分離結(jié)晶成為驅(qū)動(dòng)巖漿向富硅、鈣堿性演化的關(guān)鍵過程。盡管富角閃石堆晶巖常出現(xiàn)在世界各地弧火山巖中攜帶的深部地殼包體中，或者在古老造山帶的深部弧地殼剖面中廣泛出露，其具體成因卻一直存在爭(zhēng)議：其究竟是晶體在重力作用下的物理堆積、晶粥中的原位生長，還是熔體與早期堆晶礦物（輝石/橄欖石）反應(yīng)的產(chǎn)物？針對(duì)這一復(fù)雜的成因背景，核心科學(xué)問題在于如何有效識(shí)別富角閃石堆晶巖的多重成因機(jī)制及其對(duì)應(yīng)的物理化學(xué)控制因素。這一問題的解答對(duì)于重建跨地殼巖漿系統(tǒng)的演化歷史至關(guān)重要。
?為了解決上述問題，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所黃彤宇博士、王強(qiáng)研究員及合作者聚焦于青藏高原南部岡底斯弧東段的澤當(dāng)?shù)伢w，選取了該地區(qū)出露完好但成分復(fù)雜的晚侏羅世（~158 Ma）富角閃石堆晶巖作為研究對(duì)象，通過詳細(xì)的礦物學(xué)、地球化學(xué)研究和巖石組構(gòu)分析，取得以下主要進(jìn)展：
?1. 闡明富角閃石堆晶巖主要由結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分截然不同的輝石角閃石巖和兩類角閃輝長巖（Group Ⅰ 和Group Ⅱ）組成，單礦物壓力計(jì)結(jié)果結(jié)合三類巖石復(fù)雜的野外接觸關(guān)系表明它們形成于同一個(gè)中-下地殼巖漿儲(chǔ)庫；
?2. 查明角閃石巖具有典型的增生堆晶結(jié)構(gòu)，其中三種形態(tài)（自形、嵌晶以及粒間）的角閃石具有均一的主微量元素特征。電子背散射衍射（EBSD）分析顯示其晶體取向微弱，礦物粒徑?jīng)]有明顯的分選（圖1），礦物間結(jié)構(gòu)特征也不符合晶體沉降特征，表明其形成于晶粥層與對(duì)流母巖漿界面處的原位成核和再生長（圖4c，CASE①）；
?3. 查明第一類輝長巖（Group I）具有正堆晶結(jié)構(gòu)，其中棕色角閃石的成分變化及其與綠色角閃石之間的成分差異（圖2）表明前者主要形成于輝石前驅(qū)體與熔體間的轉(zhuǎn)熔反應(yīng)，而后者在演化的粒間熔體中結(jié)晶；晚期堆晶間礦物出現(xiàn)了具有負(fù)銪異常的鈉長石和石英，表明巖漿演化過程伴隨著半開放系統(tǒng)中的熔體遷移和晚期的流體出溶（圖4c，CASE②）；
?4. 查明第二類輝長巖（Group Ⅱ）發(fā)育特征的不平衡反應(yīng)結(jié)構(gòu)，棕色角閃石中保存有熔蝕殘余的單斜輝石包裹體并發(fā)育有綠色角閃石的反應(yīng)邊。兩階段AFC過程模擬（圖3a）表明這類巖石形成于外來熔體滲透早期堆晶礦物，導(dǎo)致了礦物的熔解（輝石）再沉淀（角閃石）（圖4c，CASE③），這一過程有效地緩沖了殘余熔體中FeOT/MgO比值的升高（圖3b）。
?上述研究為同一深部地殼巖漿儲(chǔ)庫內(nèi)富角閃石堆晶巖的多重成因提供了巖石學(xué)證據(jù)。這些巖石在結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分上的不均一性，可能反映了巖漿儲(chǔ)庫不同區(qū)域結(jié)晶環(huán)境（或機(jī)制）的空間差異（圖4b）。該研究進(jìn)一步揭示角閃石的直接成核結(jié)晶需要體系維持相對(duì)穩(wěn)定的溫度和熔體成分；而反應(yīng)替代角閃石的形成與體系物理化學(xué)條件的變化有關(guān)，例如降溫過程或者外來熔體的補(bǔ)給和滲透過程。
圖1?輝石角閃石巖電子背散射衍射（EBSD）分析結(jié)果
圖2?澤當(dāng)富角閃石堆晶巖中棕色角閃石和綠色角閃石主量元素特征
圖3?（a）兩階段AFC過程模擬；（b）第二類輝長巖中角閃石平衡熔體的SiO2與FeOT/MgO比值的變化趨勢(shì)
圖4?澤當(dāng)富角閃石超鎂鐵質(zhì)-鎂鐵質(zhì)侵入巖的巖石學(xué)成因模式圖??
?相關(guān)成果近期發(fā)表在國際著名巖石學(xué)期刊《Journal of Petrology》上。本項(xiàng)研究得到了深地國家科技重大專項(xiàng)（No. 2024ZD1001103）和國家自然科學(xué)基金（42430311）的聯(lián)合資助。
論文信息：Huang, T.-Y. (黃彤宇), Wang, Q*. (王強(qiáng)), Kerr, A. C., Wang, J. (王軍), Jiang, Z.-Q. (姜子琦), Ma, L. (馬林), 2026. Multiple origins of hornblende-rich cumulates within a deep magma reservoir from the Late Jurassic Gangdese arc, south Tibet: implications for arc crustal evolution. Journal of Petrology, egag006, https://doi.org/10.1093/petrology/egag006.
