花岗岩是大陆上地壳最丰富和重要的岩石类型，可以形成于不同的构造背景下，并可以通过不同类型的地壳岩石部分熔融产生。因此，花岗岩研究对于理解大陆地壳形成和演化具有重要意义。但目前关于花岗岩研究中的两个重要科学问题仍存在很大争议，即源区物质属性和成分变化原因。许多模型已经被提出来解释花岗岩地球化学组分的变化，其中岩浆混合模型被很多学者采纳应用，然而对于幔源基性岩浆在花岗岩形成过程中的贡献(物质和/或热量)仍然不清楚。另一方面，越来越多的研究表明，除源区性质外，花岗岩地球化学组分变化也受控于部分熔融条件，如温度、压力和水逸度等。因此，有必要综合利用各种地球化学手段研究花岗岩的源区性质及其岩石成因机制。 

　　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靠近商丹带的柞水、曹坪和沙河湾花岗岩体(图1)开展了系统的同位素年代学和地球化学研究。结果表明，这些花岗岩起源于变火成岩部分熔融，因此属于I-型花岗岩。LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果表明这些岩体形成于208 ± 2 Ma到216 ± 3 Ma。沙河湾和曹坪花岗岩为高钾钙碱性和准铝质(A/CNK=0.84-0.93)，含角闪石且岩体边部发育镁铁质微粒包体(MMEs)，具有类似正常地幔锆石的氧同位素组成(δ¹⁸O_Zr=4.71-5.72‰)。柞水花岗岩为高钾钙碱性，准铝质到弱过铝质(A/CNK=0.99-1.03)，不含角闪石且几乎没有MMEs，具有偏低的锆石氧同位素组成(δ¹⁸O_Zr=4.60-4.83‰)。

　　另一方面，沙河湾和曹坪花岗岩具有相对低的SiO₂含量(62.88~69.04 wt%)，相对高的FeO^T，MgO和TiO₂含量但低的Rb/Sr和Al₂O₃/TiO₂比值，无明显负Eu异常(δ_Eu=0.79-0.89)。柞水花岗岩具有相对高的SiO₂含量(69.32~75.94 wt%)，相对低的FeO^T，MgO和TiO₂含量但高的Rb/Sr和Al₂O₃/TiO₂比值，中等程度负Eu异常(δ_Eu=0.63-0.81)。它们都具有富集LREE和LILE亏损HFSE的弧型微量元素分布特征。地球化学对比和微量元素模拟表明这些花岗岩明显不同于加厚造山带下地壳起源的埃达克质岩石，仅需正常厚度下地壳镁铁质岩石发生~20%到30%的部分熔融即可形成。

　　综合所有分析结果并进一步对比前人实验岩石学熔体成分，表明这些花岗岩形成于角闪石脱水部分熔融，熔融温度和不同矿物相的分离结晶也影响了它们地球化学组分(主微量元素)，AFC和岩浆混合过程对这些花岗岩的形成不起主导作用。这些花岗岩具有中等的全岩(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i值(0.7045-0.7055)和轻微负的ε_Nd(t)值(-4.0到-1.5)以及略微负到正的锆石ε_Hf(t)值(-1.3-3.2)，对应于中元古代两阶段Nd-Hf模式年龄(1.04-1.39 Ga)。此外，这些花岗岩全岩ε_Nd(t)和锆石ε_Hf(t)值类似于南秦岭出露的新元古代耀岭河群变质火山岩及镁铁质-超镁铁质侵入体，而明显不同于扬子北缘出露的新元古代碧口群变质火山岩及镁铁质-超镁铁质侵入体(图2)。结合它们的非埃达克质特征，表明这些花岗岩起源于南秦岭镁铁质下地壳而不是俯冲的扬子板片的部分熔融。综合区域地质背景，这些I-型花岗岩可能形成于晚三叠世华南与华北两大陆块碰撞过程中的造山带下地壳再造。 

　　上述研究成果发表在《Lithos》(Lu, Y.-H., Zhao, Z.-F., Zheng, Y.-F., 2017. Geochemical constraints on the nature of magma sources for Triassic granitoids from South Qinling in central China. Lithos 284-285, 30-49)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/S0024493717301354