同化混染过程对喜马拉雅淡色花岗岩成分的控制作用

Assimilation-contamination of country-rock material is commonly invoked as a cause of chemical variability in igneous rocks. Deciphering the components and significance of country-rock contamination is important for investigating the thermal and rheological state of the deep sources. However, our knowledge of their effects on the magmatic component is limited. In this proposed project, we intend to perform an integrated petrologic, geochemical, isotopic and mineralogical studies on the Himalayan leucogranites, which was ascribed to S-type granite of purely crustal derived, in the Xiaru Dome and the Yardong area. The main motivation of this study is to trace the style and distribution of country-rock components in leucogranite, to determine the mechanism and efficiency of assimilation-contamination. On the basis of these geological data, we will try to quantify the content of country-rock components in leucogranites, and thereby provide new constraints on their petrogenesis. Moreover, this study could provide us a better knowledge about the assimilation-contamination process during evolution of magmas, and a more comprehensive understanding of the degree to which magmatic rocks carry information from their source.

同化混染作用是导致岩浆成分发生变化的重要因素之一。破译来自围岩的物质成分并扣除它们对岩浆成分的贡献，才能正确的从岩石成分中提取来自岩石圈深部的物理和化学性质信息。但目前，有关同化混染作用对花岗岩岩浆成分的影响程度还存在不同意见。最近有研究指出，被认为是世界上最典型S-型花岗岩代表的喜马拉雅淡色花岗岩，在其成岩过程中可能受到了大规模地壳混染。本申请拟以其中夏如和亚东地区的淡色花岗岩为主要研究对象，结合细致的野外观察，采用系统的矿物学、岩石学、地球化学研究方法，搜寻同化混染证据，示踪混染组分在岩体内部的分布规律，并尝试评估围岩同化混染对岩浆成分的影响程度。在此基础上，初步限定原始岩浆特征，为喜马拉雅淡色花岗岩以及同类型花岗岩的岩石学成因提供约束。

为深入理解同化混染作用对喜马拉雅淡色花岗岩成分变化的控制作用，本项目对藏南地区的亚东、夏如、然巴、苦堆、康巴等淡色花岗岩岩体进行了系统的岩相学（手标本和薄片显微镜下观察）、矿物学（电子探针分析）、全岩主微量元素（全岩粉末XRF和ICP−MS分析）和Sr−Nd−Hf同位素组成（传统化学分离和MC−ICPMS上机测试）的分析工作。结果显示，喜马拉雅淡色花岗岩中继承矿物的成分特征受所侵入围岩的性质控制，岩体尺度的同位素组成不均匀性与岩浆演化至热液流体作用阶段各同位素体系发生不同程度的迁移有关。通过进一步的综合分析，本项目指出地壳物质的混染作用在喜马拉雅淡色花岗岩的成岩过程中发挥了重要作用，并且同化混染作用可以分为两个主要阶段，每一阶段的混染物质成分特点不同，混染效应也不同。在岩浆演化早期阶段（岩浆温度较高、结晶度低），围岩中的成分主要以部分熔融熔体形式（围岩或捕掳体发生部分熔融）进入淡色花岗岩岩浆中，该过程是同化混染作用控制喜马拉雅淡色花岗岩成分变化的主要途径，同时在岩浆中遗留大量的难熔捕虏晶矿物（如锆石、独居石）。在岩浆演化晚期至有流体出溶的状态下，岩浆“消化”围岩成分的能力减弱，但岩浆体系中出溶的热液流体会与周边围岩发生反应，围岩中活动性较强的化学成分选择性进入淡色花岗岩中，该过程将导致淡色花岗岩在岩体尺度上同位素组成不均匀。