花岗岩是大陆上地壳最丰富的岩石类型，可以由不同地壳岩石部分熔融产生，如变沉积岩和变火成岩，也可以形成于不同的构造背景下，如大陆弧和碰撞造山带。因此，花岗岩对于认识大陆地壳的形成、生长和演化具有十分重要的意义。然而，关于花岗岩的岩石成因机制和源区物质属性一直以来都存在广泛的争论。花岗岩的成分与源岩性质具有密切关系，因此，准确判断花岗岩类型对于进一步研究花岗岩的岩石成因机制具有至关重要的作用。 

大块的花岗岩（照片来自：pixabay）

　　中国科学技术大学地球和空间科学学院赵子福教授课题组博士生路应辉对南秦岭光头山和华阳晚三叠世花岗岩进行了详细的同位素年代学和地球化学研究。研究结果表明，光头山和华阳花岗岩来源于变沉积岩的部分熔融，因此属于S-型花岗岩，而不是前人认为的源于壳内变火成岩部分熔融产生的I型花岗岩。LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果表明这些岩体形成于207 ± 3到212 ± 4Ma。光头山花岗岩的A/CNK值为1.05-1.15，为弱到强过铝质，具有高的全岩氧同位素比值(δ¹⁸OWR=9.52-11.20‰)。华阳花岗岩同样显示弱到强过铝质特征(A/CNK=1.04-1.14)，具有高的锆石氧同位素组成(δ¹⁸OZr=10.71-11.43‰)和全岩氧同位素组成(δ¹⁸OWR=12.42-13.77‰)。

　　另一方面，光头山花岗岩具有低的K₂O/Na₂O和Rb/Sr比值但相对高的Sr/Ba比值，不同程度的Eu异常(δEu=0.29-1.05)以及相对低的锆饱和温度(TZr=653-766°C)。与此相反，华阳花岗岩具有高的K₂O/Na₂O和Rb/Sr比值但低的Rb/Ba比值，明显的负Eu异常(δEu=0.52-0.77)和相对高的锆饱和温度(TZr=711-795°C)。与不同岩性(角闪石岩、杂砂岩、泥质岩)在不同熔融条件下(水致vs. 脱水)的实验熔体成分对比发现，光头山花岗岩形成于相对低温和流体存在条件下变泥质岩和变杂砂岩的部分熔融，而华阳花岗岩形成于相对高温条件下变杂砂岩的脱水部分熔融。此外，两个岩体的花岗岩均显示了高的全岩(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)i值(0.7047-0.7115)，负的全岩εNd(t)值(-9.8至-6.8)和锆石εHf(t)值(-13.1至-2.0)，对应于中元古代到古元古代的两阶段Nd-Hf模式年龄，表明这些花岗岩的源岩是风化的古老地壳物质。另外，这些花岗岩的εNd(t)值与南秦岭南缘和华南板块北缘的沉积岩类似，表明它们之间具有成因联系。这些沉积岩可能在三叠纪大陆俯冲和碰撞过程中随俯冲陆壳一起被带入到深部地壳，然后在同碰撞背景下，这些变沉积岩发生部分熔融形成了光头山和华阳S型花岗岩。 

　　该研究成果发表在Lithos(Lu, Y.-H., Zhao, Z.-F., Zheng, Y.-F., 2016. Geochemical constraints on the source nature and melting conditions of Triassic granites from South Qinling in central China. Lithos 264, 141-157.)上，该研究得到科技部国家重点研发计划(2016YFC0600103)资助。 

　　原文链接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0024493716302341