淡色花崗巖具有極低的暗色礦物含量(≤5%),是一種特殊的花崗巖類型。由于淡色花崗巖通常與碰撞造山過程有關(guān),且常伴生有W、Sn、Nb和Ta等重要的稀有金屬礦床,因此淡色花崗巖的巖石成因?qū)W習(xí)備受關(guān)注。淡色花崗巖具有高的鋁飽和指數(shù)(A/CNK ≥ 1.1),且含有石榴石和白云母等富鋁礦物,通常認(rèn)為淡色花崗巖是變沉積巖經(jīng)過白云母等礦物脫水局部熔融形成,即淡色花崗巖是S型花崗巖的典型代表。同時(shí),近年來也有學(xué)者認(rèn)為,局部淡色花崗巖更可能是高分異花崗巖。 在上述背景下,中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理學(xué)習(xí)所巖石圈演化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室工程師李友連、學(xué)習(xí)員郭敬輝等人對膠北回里鎮(zhèn)附近出露的一個(gè)古元古代淡色花崗巖體進(jìn)行了詳細(xì)的巖石學(xué)、年代學(xué)和地球化學(xué)學(xué)習(xí),對以上爭論給出了新的約束。 學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn),回里鎮(zhèn)淡色花崗巖體由鉀長花崗巖和貫入其中的鈉長花崗巖構(gòu)成,鋯石U-Pb年代學(xué)表明它們都形成于約1.86Ga。二者均具有高的SiO2含量(71.68 - 74.79 wt.%),地球化學(xué)特征顯示二者均為高分異花崗巖,且均一的Nd同位素組成顯示它們來自同一源區(qū)。鉀長花崗巖具有較低的Na2O(=2-3wt%)和較高的K2O(=6-7%)含量,相反,鈉長花崗巖具有高的Na2O(=6-8wt%)和低的K2O(=0.5-1.5wt%)含量。同時(shí),相比于鉀長花崗巖,鈉長花崗巖具有低的Rb、Ba、Pb和Cs等Kf相容元素含量,清楚地指示了巖漿演化過程中鉀長石分離結(jié)晶作用的顯著影響。 此外,鉀長花崗巖具有正常的放射性成因Pb同位素組成,而鈉長花崗巖具有極高的放射性成因Pb同位素組成(206Pb/204Pb高達(dá)116)。并且,二者均形成良好的Pb-Pb等時(shí)線,給出~1.8Ga的等時(shí)線年齡,這與鋯石U-Pb年齡1.86Ga在誤差范圍內(nèi)一致(圖1)。上述特征表明,鈉長花崗巖在高U/Pb比值體系下經(jīng)歷了漫長的演化,Pb-Pb等時(shí)線年齡指示高U/Pb比值特征出現(xiàn)在巖石形成時(shí)代,進(jìn)一步揭示了巖漿演化過程中鉀長石分離結(jié)晶作用的特殊效應(yīng)。該學(xué)習(xí)表明,回里淡色花崗巖為高分異花崗巖。在鉀質(zhì)花崗巖向鈉長花崗巖的巖漿演化過程中,鉀長石的結(jié)晶分異起了重要作用(圖2),表明高分異的花崗質(zhì)巖漿能夠進(jìn)一步發(fā)生分離結(jié)晶演化。 上述學(xué)習(xí)成果近期發(fā)表于國際地球化學(xué)期刊Chemical Geology(Li et al. Petrogenesis of the HuiliPaleoproterozoicleucogranite in the JiaobeiTerrane of the North China Craton: A highly fractionated albite granite forced by K-feldspar fractionation. Chemical Geology, 2017, 450: 165-182)。 論文鏈接