地壳深熔岩石中转熔矿物研究及其对混合岩和S型花岗岩成因的制约

Peritectic mineral is the product of incongruent melting reaction. It provides important information on the source materials and melt compositions for crustal anataxis, and has much different origins from metamorphic relics and magmatic minerals crystallized from melts. Distinguishing these minerals is fundamental to high-temperature metamorphism, and very important for the origins of migmatites and S-type granites. As there is limited study on peritectic minerals and its formation conditions, this project focuses on the migmatites and S-type granites from the Lhasa terrane in southern Tibet. Careful petrographic observation with special attentions to identification of mineral and melt inclusions, mineral major and trace elements, radiogenic and stable isotopes in minerals, as well as phase equilibration calculations will be systematically investigated. The results will be used to distinguish peritectic minerals from metamorphic relics and magmatic minerals in migmatites and granites, establish the petrological and geochemical criteria for the identification of peritectic minerals. In addition, this project will explore the formation mechanism of migmatites and their P-T-t paths, the origin of the compositional variations in S-type granites， and the relationship between crustal anatexis of Lhasa terrane and the evolution of Tibetan Plateau.

转熔矿物是岩石发生不一致部分熔融的产物，携带了地壳深熔过程中源区物质和熔体的大量信息，与高级变质岩和花岗岩中残留矿物和岩浆中结晶矿物具有不同的来源。准确识别这些不同成因的矿物相，是研究高温变质作用的基础，对研究混合岩和S型花岗岩的成因都起着非常重要的作用。由于目前对高温变质岩石中转熔矿物及其形成条件的研究比较有限，本项目拟以青藏高原拉萨地体混合岩和S型花岗岩为研究对象，通过系统的岩相学、矿物微区元素和同位素以及热力学相平衡研究，准确识别出混合岩和S-型花岗岩中的转熔矿物，建立识别转熔矿物的岩石地球化学指标。在此基础上，进一步确定拉萨地体中混合岩的形成机制和变质P-T-t演化历史，探讨S型花岗岩成分变化的成因机制，揭示该区地壳深熔与青藏高原构造演化的关系。

根据项目计划，我们以拉萨地体南部出露的混合岩、S型花岗岩和伟晶岩为研究对象，在前人研究的基础上，通过对混合岩-花岗岩和伟晶岩中不同特征的矿物开展微结构、包裹体、主微量元素剖面和同位素(剖面)的详细分析，有效识别出不同岩石中转熔石榴石、深熔石榴石、岩浆石榴石和热液石榴石的，以及转熔锆石和深熔锆石，再结合全岩的元素和同位素组成，以及代表性样品的相平衡计算，确定了不同成因矿物的形成温压条件和变质-深熔反应过程，并建立了转熔矿物的识别方法和岩石地球化学指标，对高级变质岩石中不同阶段不同成因的矿物区分，以及通过变质矿物对寄主岩石进行P-T-t轨迹的反演具有重要的指导意义。相关成果以第一作者或通讯作者发表论文6篇，其中有4 篇发表在高影响因子国际SCI 学术期刊上：1 篇Journal of Petrology, 1 篇American Mineralogist，1 篇Lithos，1 篇Journal of Earth Science。此外，在项目执行期间，培养了2名博士研究生（于萌和罗勖），项目负责人获得国家自然科学基金优秀青年基金的资助，以及第17届侯德封矿物岩石地球化学青年科学家奖。