李舢、王涛等—Geology：花岗岩类多样性的原因—沉积物的作用

　　花岗质岩石是大陆地壳的主要成分，也是地球有别于其它星球的最主要标志，在研究大陆形成和演化过程中至关重要。最初，地质学家根据花岗岩岩浆的源区岩石和形成环境，将花岗岩分为了经典的I型、S型和A型等，但不同花岗岩类型究竟受什么控制？源区特别是源区的沉积物如何影响或决定花岗岩的成因类型等问题一直未能很好地解决。青藏高原东南部的松潘-甘孜造山带在213~198 Ma内处于古特提斯洋闭合及后碰撞构造背景，却发育了全球几乎熟知的所有花岗岩类型，（如I型、S型、A型、埃达克质花岗岩以及高Ba-Sr花岗岩）（图1），为探索解决上述问题提供了良好的机遇。

图1松潘-甘孜地区近同期花岗岩多样性及分布图

　　中国地质科学院地质研究所李舢研究员和王涛研究员联合美国范德堡大学Calvin F. Miller教授、中国科学院新疆生态与地理研究所肖文交院士和爱尔兰都柏林圣三一学院David Chew教授，以松潘-甘孜晚三叠世-早侏罗世的不同花岗岩类（I，S，A型花岗岩，高Ba-Sr花岗岩）为研究对象，采用O-Li-B-Mg稳定同位素多重示踪方法，发现沉积物在不同类型花岗岩成因中均具有重要作用，揭示出该区近同期花岗岩成分多样性的新成因机制。

　　主要认识和成果：

　　（1）O-Li-B-Mg同位素研究分析表明（图2），沉积物质在不同的地壳深度下对同期（~15 Myr）不同花岗岩类型均具有重要贡献。S型特征花岗岩主要源自中地壳中变沉积物的部分熔融，沉积物贡献最多；其他花岗岩类型的源区均有沉积物的贡献，且主要源自更深层地壳中变沉积物，但相对较少，因而显示I型和A型特征。

图2 松潘-甘孜不同类型花岗岩锆石O和全岩Li-B-Mg同位素特征

　　（2）洋盆闭合过程中，形成了包含有俯冲沉积物或经沉积物改造的岩石圈，在不同深度和温度下发生部分熔融。这些物质来源和生成条件的多样性，导致了受沉积物广泛影响的岩浆的产生，从而所产生的不同类型花岗岩均包含有沉积物的地球化学印记（图3）。这些结果表明，使用传统类型学直接解释花岗岩的成因是困难的。

图3 松潘-甘孜近同期不同花岗岩“类型”形成的成因模型

　　（3）该研究建议，沉积物对许多岩浆物源的潜在贡献最容易通过分析多重稳定同位素来确定。严格应用花岗岩“类型”来简单对应单一物源应谨慎。

研究成果揭示出绝大多数花岗质岩浆物源都是混合的，而不是单一来源的产物。重要的是，有证据表明沉积物对所有花岗岩“类型”都有重要贡献，甚至决定了花岗岩的类型。该成果有望提升对花岗岩类多样性成因的认识。

　　研究成果得到国家自然基金项目（41772232和41888101）和IGCP 662项目等的联合资助研究成果，近日在线发表在《Geology》: Li, S.*, Miller, C.F., Wang T*, Xiao, W., Chew, D., 2022. Role of sediment in generating contemporaneous, diverse “type” granitoid magmas. Geology. https://doi.org/10.1130/G49509.1