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王汝成教授课题组在花岗岩的实验岩石学相平衡领域取得重要研究进展

发布时间:2019-11-06 浏览次数:454

实验岩石学的相平衡是研究岩浆岩结晶时物理化学条件最直接有效的方法。近日,我院王汝成教授课题组与法国奥尔良大学 Bruno Scaillet 教授课题组联合开展了对华南侏罗纪锡成矿 A型花岗岩 ——骑田岭岩体的合作研究,通过引入实验岩石学相平衡的手段,再现了花岗岩岩浆结晶的过程,建立起华南侏罗纪花岗岩的相图。本次研究以定量的形式限定了该类花岗岩岩浆结晶时的温度、压力、氧逸度及岩浆中水含量等物理化学条件。相关成果以 “Experimental Constraints on Intensive Crystallization Parameters and Fractionation in A‐Type Granites: A Case Study on the Qitianling Pluton, South China”为题发表于著名地学综合性刊物《 Journal of Geophysical Research-Solid Earth》。  

研究团队对骑田岭岩体的三个含角闪石花岗岩样品在温度为 660-900℃,压力 100-700MPa,氧逸度 NNO-1.3(相对还原)和 NNO+2.4(相对氧化)以及 3-8wt% 岩浆水含量的条件下开展了相平衡结晶实验。通过 19组的实验获得了 3个样品的相图(图 1)。相图结果显示骑田岭花岗岩岩浆的液相线温度不低于 900℃。岩相学薄片观察表明花岗岩中的角闪石结晶相对较早,结合相图结晶序列指示岩浆中初始水含量应 ≥4wt%,结晶压力 ≥300-350MPa。结晶产物中于还原条件下获得的角闪石与黑云母其 Fe/(Fe+Mg)的比值与天然样品更吻合,指示骑田岭岩浆应结晶于相对还原的环境( NNO-1.3±0.5)。结晶产物中斜长石的 An值也支持在温度接近固相线时岩浆富水( 6.5-8 wt%)这一结论。三个花岗岩样品 SiO2 含量依次降低,结晶实验显示,三者中最基性的样品在不同的温度或结晶度的条件下,所获得残余熔体的成分可近似于另外两个更酸性的样品,指示在骑田岭岩浆体系中,随着岩浆演化,分离结晶的作用是非常重要的。该研究为认识华南花岗岩成因提供了更加详实的实验地球化学的数据支持。  

黄芳芳博士为论文第一作者,王汝成教授与 Bruno Scaillet 教授为论文共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金 (41230315, 41572045, 41611130111),法国国家科学基金( Equipex PLANEX ANR‐11‐EQPX‐0036, Labex VOLTAIRE ANR‐10‐LABX‐100‐01)以及国家留学基金委的资助。  

论文链接: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019JB017490    


1 三个骑田岭花岗岩样品的T-H2O相图