深部岩浆储库对高硅花岗岩形成的制约：以西藏冈底斯带纳如松多地区为例

High-silica granites are important constitutes of the upper continental crust, and understanding their origin is relevant to understanding how the continental crust evolves. Many W, Sn, Nb, Ta, and rare earth elements mineralization are always associated with high-silica granites. Thus, high-silica granites enjoys significant interest from a broad swath of the geological community. But debates on the origins of high-silica granite has centered on whether high-silica magmas are extracted from crustal magma reservoirs or are partial melts of deeper sources. The root of the controversy may largely stem from the fact that it is difficult to explore the processes of magmatic evolution in deep crust. To contribute to this puzzled topic, we focus on a case study in the Narusongduo area, Tibet. In Narusognduo area, high-silica granitic plutons show spatial and temporal kinship with the volcanic sequence. Cumulate fragments and minerals in volcanic rocks record information about the structure and evolution of deep magma reservoir. Based on field investigation and previous studies, we combine geochronologic, petrologic, geochemical, mineralogical observations and thermodynamic, geochemical models, to define the genetic links between deep magma reservoirs and the formation of high-silica granites, and provide implications of the genesis of high-silica granites and the geochemical evolution of continental crust.

高硅花岗岩是上地壳的重要组成部分，其对地壳成分演化具有特殊的指示意义，而且具有钨锡铌钽、稀有和稀土等多金属成矿的专属性，因此高硅花岗岩成为国际研究热点之一。但是高硅花岗岩成因机制一直存在争议，争论的焦点在于高硅花岗质岩浆的形成是受源区熔融过程控制，还是初始岩浆经历较强的结晶分异所导致。引起这一争议的一个重要因素，是高硅花岗质岩浆起源和演化的深部过程难以限定。针对这一难题，本项目选择具有特殊花岗岩-火山岩组合的西藏纳如松多地区开展工作。该区高硅花岗岩与紧密伴生的火山岩形成时代一致，火山岩中堆晶岩碎块和矿物斑晶，记录了深部岩浆储库的结构和演化过程。拟在详细的野外地质调查和已有研究基础上，通过年代学、岩石学、地球化学、矿物学、岩浆热力学和地球化学模拟等手段，探讨深部岩浆系统与高硅花岗岩之间的成因耦合关系，为高硅花岗岩成因乃至大陆地壳的演化提供重要启示。

高硅花岗岩的形成过程对理解浅部岩浆储库动力学行为至关重要，本项目选取一个典型的实例，识别出高分异成因的花岗岩并揭示了其从浅部岩浆储库抽离的过程和机理。首先，该研究还原了与花岗岩时代相近的中酸性火山岩喷发前的岩浆过程，特殊的矿物组合（角闪石+石英）、平衡熔体成分、Rhyolite-MELTS模拟和粘度计算表明（图2），在上地壳（~8km古深度）存在与花岗岩同期的岩浆储库。并确证花岗岩是从该岩浆储库通过分异形成，主要证据包括：（1）花岗岩与火山岩时代相近，且花岗岩中存在与火山岩年龄一致的锆石循环晶；（2）花岗岩存在显著的高分异地化信号，例如强的Eu异常、低的Zr/Hf比值。在花岗岩中还发现有石英的热反还带（图3），指示热的岩浆补给可能触发了高分异熔体的分离。另外，除了众所周知的H2O，挥发分F可能促进了残余熔体的汇聚与抽取。研究结果表明，在长时期（数个百万年）活跃的岩浆系统的演化晚期，当上地壳处于热成熟的阶段，浅部岩浆储库可以通过晶体-熔体分离形成高分异花岗岩。本项目成果将对高硅花岗岩的成因认识作出突出贡献。