2018年11月19日
[本篇访问: 6762]
徐夕生教授课题组在岩浆混合研究方面取得进展

岩浆混合作用是一种常见的地质过程,其中以镁铁质岩浆与长英质岩浆的混合最为常见。通常认为参与混合的镁铁质岩浆的同位素组成比长英质岩浆的同位素组成更为亏损。然而,南京大学地球科学与工程学院徐夕生教授课题组在研究华南赣杭带早白垩世泗岭杂岩体等花岗岩及相关岩石时,发现了相反的情形。泗岭杂岩体由辉长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩及碱性长石花岗岩组成,且后两者含较多的镁铁质暗色微粒包体(MME)。野外观察及LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果表明泗岭杂岩体各岩性单元近时形成,形成于约130Ma。

矿物学、岩石地球化学证据及数值模拟表明泗岭石英闪长岩、花岗闪长岩是富集地幔来源的辉长质岩浆与新生下地壳来源的花岗质熔体混合的结果。有趣的是,泗岭辉长岩具有比碱性长石花岗岩更富集的Sr-Nd-Hf同位素组成(如图1、2),结合国内外发表的研究资料,本文提出了两个新的概念:“同位素倒置(Reversed isotope)”及“同位素倒置岩浆混合(Reversed isotope magma mixing)”。“同位素倒置”是指镁铁质岩浆的同位素组成比时空上伴生的长英质岩浆同位素组成更富集。“同位素倒置岩浆混合”则表明幔源镁铁质岩浆的加入并不会使寄主长英质熔体同位素组成向亏损方向演化。因此,对花岗岩岩浆的起源是否有幔源岩浆的加入或幔源物质成分的贡献,需要考虑“同位素倒置岩浆混合”的可能性。同时,在利用Sr-Nd-Hf同位素组成讨论地壳的垂向增长时,也应充分考虑这一现象是否发生。

图1 华南赣杭带早白垩世泗岭杂岩体锆石原位Hf同位素直方图

图2 华南赣杭带早白垩世泗岭杂岩体全岩Sr-Nd-Hf同位素组成

该研究论文在近期的《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》上发表:Magma mixing in a granite and related rock association: insight from its mineralogical, petrochemical and “reversed isotope” features. 博士研究生姜鼎盛为论文的第一作者,徐夕生教授为论文通讯作者。本研究得到国家自然科学基金(No.41430208)和国家重点研发计划(No.2016YFC0600203)联合资助。

论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017JB014886/full

(地球科学与工程学院 科学技术处)