华南钦州湾地区印支期地壳深熔与火山-侵入岩浆作用

This project intends to mainly focus on the Indosinian peraluminous volcanics, subvolcanic granites and their granulite enclaves in Qinzhou Bay, South China. Based on previous studies, the project will carry out detailed geological survey and petrological study to probe into volcanic-plutonic connection in the studied area. The project aims to (1) evaluate if the Indosinian volcanics and their coexisting plutonic rocks form volcanic-plutonic complex that shares consistent “time, space and source” through high-precision dating, detailed petrogeochemistry and Sr-Nd-Hf-O multi-isotope constraints; (2) explore the magma processes that control compositional variation of volcanic and plutonic rocks and reveal their intrinsic connection by integrating detailed petrography, thermobarometer and thermodynamic modeling to estimate P-T-XH2O crystallization conditions; (3) reveal the influence of crustal anatexis on volcanic-plutonic magmatism through exploring disequilibrium partial melting process utilizing single mineral in situ Sr-Nd isotope analysis of restitic granulite enclaves. The project will provide insights into the detailed processes of crustal magma generation, transport, fractionation and eruption, and enhance our understanding on Indosinian magmatism in Qinzhou Bay area.

本项目以华南钦州湾地区印支期过铝质火山岩和次火山花岗岩及其所含麻粒岩包体为重点研究对象，从火山岩-侵入岩联系的角度出发，拟在以往研究基础上进行系统的野外地质和岩石学研究，综合高精度年代学、岩石地球化学和Sr-Nd-Hf-O同位素分析，查证钦州湾地区印支期火山岩及其共存的侵入岩是否构成“时、空、源”一致的火山-侵入杂岩；通过详细的岩相学研究结合矿物温压计和热力学模拟定量估算岩浆结晶的P-T-XH2O条件，探究控制火山岩和侵入岩成分变化的精细岩浆过程，揭示它们可能的内在成因联系；通过残留成因的麻粒岩包体矿物原位Sr-Nd同位素组成分析，探讨岩浆源区可能的不平衡熔融过程，深入揭示地壳深熔对酸性火山-侵入岩浆作用的影响，旨在提升对酸性岩浆在地壳中形成、运移、分异与喷发等相关过程的理解，强化对钦州湾地区印支期岩浆作用的认识。

本项目围绕火山岩-侵入岩联系这一国际前沿热点，重点以华南钦州湾地区印支期过铝质火山岩和次火山花岗斑岩为研究对象，通过细致的矿物学、岩石学和地球化学研究，以石英的环带结构和微量元素以及石英Ti温压计结合熔体包裹体成分、热力学模拟和扩散模拟为突破口，重建了火山岩和次火山岩岩浆通道系统，准确估算了岩浆在不同地壳水平结晶的温度和压力条件，追溯了岩浆储库中晶体-熔体分离和不同成分岩浆的多阶段补给过程，揭示出补给过程对火山岩-侵入岩联系的“遮蔽”效应，提出花岗质火山岩和侵入岩隐性联系的新认识。进一步收集和总结全球火山岩和紫苏花岗岩成分数据和结晶P-T-H2Omelt参数，深化和拓展了有关火山岩-侵入岩联系的认识：1）通过准确计算全球上百个火山的岩浆粘度以及耦合岩浆流体动力学和传热学过程的数值模拟，阐明了岩浆H2O对岩浆混合效率和喷发能力的影响，揭示了不同构造背景环境下岩浆H2O对火山岩成分多样性和岩浆分异过程差异的调控机理，表明火山岩-侵入岩紧密的成因联系；2）基于实验和热力学模拟的岩浆结晶相关系，结合紫苏花岗岩显微岩相学特征，提出紫苏花岗岩形成的关键在于斜方辉石保存的问题，利用紫苏花岗岩Zr-P2O5体系非同步变化的特征揭示出晶粥中晶体-熔体分离过程对斜方辉石保存的重要作用。本项目的研究成果强化了对钦州湾地区印支期火山-侵入岩浆作用的认识，提升了对岩浆在穿地壳岩浆系统中分异、混合与喷发等过程调控机理的理解。