华夏地块古生代-早中生代花岗岩及相关岩石成因与陆壳再造

This project, based on previous studies, intends to carry out detailed researches on the petrogenesis and crustal evolution of the Paleozoic (Caledonian period) Zhuguangshan-Wanyangshan granite belt and Early Mesozoic (Indosinian period) Darongshan granite-volcanic belt in Qinzhou Bay, Cathaysia Block, which are yet to be investigated substantially. The aims of the work proposed here are (1) to unravel the temporal-spatial distribution of the Paleozoic-Early Mesozoic granitoids in the study area; (2) to identify the development of the coeval volcanic rocks and (3) to reveal the composition variations between different types of granites, their source components, partial melting conditions, magma evolution processes, etc., with particular attention on the petrogenesis of charnockite. This work will help to clarify whether the formation of the Paleozoic-Early Mesozoic granites in the Cathaysia Block is affected by crust-mantle interaction and its potential mechanisms, which will enhance our understanding of the Paleozoic-Early Mesozoic geological evolution of the Cathaysia Block, and provide insights into the Phanerozoic episodic magmatism, crustal evolution, and associated geodynamic processes. A tectonic-magmatic model will ultimately be established for the typical intracontinental orogeny.

本项目拟在以往研究基础上，重点针对华夏地块古生代（加里东期）诸广山-万洋山花岗岩带和早中生代（印支期）钦洲湾大容山花岗岩-火山岩带这两个以往没有重点投入研究的区带，进行详细的火成岩岩石成因和地壳演化研究，旨在澄清华夏地块古生代-早中生代花岗岩及相关岩石的时空分布规律，查明古生代-早中生代火山岩的发育情况和分布状态，解析不同类型花岗岩成分变化与源岩成分、部分熔融条件和岩浆演化的关系，特别关注紫苏花岗岩的成因机制，揭示研究区古生代-早中生代花岗岩的形成过程中是否受壳幔相互作用的影响以及可能的作用方式，从而强化对华夏地块古生代-早中生代地质演化环节的认识，为全面演绎华夏地块显生宙幕式岩浆作用与地壳演化和地球动力学过程这一重大问题做出重要贡献，建立典型的陆内造山构造-岩浆作用模式。

本项目针对华夏地块，特别是诸广山-万洋山花岗岩带和钦洲湾大容山花岗岩-火山岩带中的古生代-早中生代花岗岩和相关岩石的源区组成、部分熔融条件和岩浆演化过程开展了详细的研究，揭示了华夏地块早古生代时期的壳慢相互作用。华夏地块早古生代火山岩形成于445~435 Ma，与大规模岩浆侵入作用（446~420 Ma）的时间一致。这些早古生代陆内造山背景下形成的长英质岩浆起源于幔源岩浆底侵/内侵作用诱发的中下地壳深熔作用。早古生代的基性岩浆起源于中等亏损的地幔而不是古俯冲交代富集的地幔源区，并受到不同程度的地壳混染。华夏地块早古生代陆内花岗岩的形成指示了华南大规模的地壳生长和再造，与华南古生代武夷-云开陆内造山作用密切相关。钦州湾地区三个早中生代过铝质花岗岩体中发现的残留体成因麻粒岩包体揭示其岩浆源区快速从中地壳向下地壳移动。岩浆源区的移动是对区域构造背景从俯冲向陆陆碰撞转变的响应。区别于准铝质到弱过铝质紫苏花岗岩相对高温、贫水的结晶条件，对华夏地块早古生代和早中生代过铝质紫苏花岗岩开展的热力学模拟定量估算和矿物温压计研究指示这些过铝质紫苏花岗岩结晶于相对低温、富水的条件下。综合矿物温压计、热力学模拟定量估算、地球化学和详细的岩相学研究，可以较好制约中-上地壳富硅岩浆储库中的熔体抽离过程。在斜方辉石稳定场内高程度的熔体抽离使斜方辉石与富水、富碱的粒间熔体发生物理隔离，从而斜方辉石可以在花岗质岩浆完全固结时部分保存。重力压实驱动的岩浆分异作用控制了旧州岩体在垂向上具有成分环带的堆晶作用。这种岩浆结晶分异过程可能是普遍存在的，从而产生岩体的成分环带，并一定程度上偏离初始熔体的成分。本项目为深入揭示诸广山-万洋山花岗岩带和钦洲湾大容山花岗岩-火山岩带的火成岩岩石成因和地壳演化作出了重要贡献，同时推动了深入理解花岗质岩浆的熔体抽离机制、晶体堆积过程和定量化制约岩浆的结晶分异过程。