地球以其演化的大陸地殼和廣泛存在的花崗岩區別於太陽系其他行星。研究花崗岩的成因與大型花崗岩體的形成不僅有助於理解陸殼的產生和演化機制這一重大基礎科學問題，對於探索行星的宜居性也具有重要訓示意義。
俯衝造山和碰撞造山是大陸地殼生長和花崗岩形成的重要動力學機制，造山帶花崗岩是探索大陸地殼形成和演化的重要對象。喜馬拉雅造山帶記錄了中生代的俯衝造山和新生代以來的碰撞造山這兩個構造過程，保留了鮮明的地質遺跡，是世界關注的研究花崗岩成因與大陸地殼演化的最生動直接的天然實驗室。喜馬拉雅地區最著名的花崗岩研究案例當屬淡色花崗岩，這是一種暗色礦物（如黑雲母、角閃石等）比例小於5%的花崗岩，自國外學者在上世紀七十年代初提出相關概念以來，喜馬拉雅淡色花崗岩通常被認為是古老變沉積岩地殼脫水部分熔融的典型代表岩石。然而，隨著世界範圍內對造山帶淡色花崗岩的持續報導和研究，上述經典成因解釋受到了越來越多的挑戰。現時關於淡色花崗岩成因的爭議主要集中在四個方面：源岩、熔融反應、熱源以及結晶分异作用是否發生。對喜馬拉雅造山帶淡色花崗岩開展更深入的研究顯得非常必要。西藏南部岡底斯花崗岩基分佈於喜馬拉雅淡色花崗岩帶以北，呈帶狀分佈，體量巨大。這些岩石中是否也存在淡色花崗岩？如存在，會與喜馬拉雅的淡色花崗岩有哪些不同呢？
帶著對這些問題的思考，內生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室的王孝磊教授團隊三赴青藏高原，在岡底斯岩基東部的加查縣附近發現了一套形成於漸新世（約30個百萬年前；Ma）的淡色花崗岩脈/牆及主體花崗岩類岩石。通過對這些花崗岩樣品詳細的岩相學、鋯石U-Pb同位素年代學、主微量地球化學、Sr-Nd-Hf-O同位素以及成岩數值模擬的綜合分析，他們發現加查這些淡色花崗岩是主體正常花崗岩類的母岩漿經過結晶分异作用的產物，其母岩漿與喜馬拉雅淡色花崗岩的不同，主要來自於新生下地殼物質的含水部分熔融，藏南淡色花崗岩成分多樣性的存在說明造山帶地殼部分熔融具有“就地取材”的特徵。
根據野外產狀和地球化學特徵，可以將加查淡色花崗岩分為兩組，第一組以囊狀體或漸變細脈存在於主體花崗岩類岩石（花崗閃長岩和黑雲母花崗岩）中，而第二組則以岩脈/牆形式侵入至主體花崗岩中。總體上這兩組淡色花崗岩都具有高的Na2O/K2O與Sr/Y比值，低的Rb/Sr比值，無明顯Eu异常或具有正的Eu异常，與喜馬拉雅淡色花崗岩明顯不同。加查淡色花崗岩和主體花崗岩年齡一致，且具有基本一致的年輕（新生地殼來源）的Sr-Nd-Hf-O同位素特徵，這表明他們應該來自同一岩漿源區。
結合岩相學、地球化學變化趨勢以及數值模擬計算（Rhyolite-MELTS和REE瑞利分餾類比）的研究，研究團隊認為加查淡色花崗岩的源岩為年輕下地殼的石榴角閃岩，並可能混有約20%來自古老基底的變沉積岩組分。這些源區岩石經歷了含水部分熔融，其熔融出來的花崗質母岩漿發生了高度結晶分异作用產生了淡色花崗岩的熔體，而第二組淡色花崗岩還疊加了最高30%斜長石堆晶作用的影響。據此，研究團隊提出一個成岩模型來合理解釋這些地質和地球化學現象：深部地殼含水部分熔融形成的母岩漿在就位之後隨著結晶分异作用的進行，產生了演化的花崗質熔體組分；這些組分又經歷鈉質斜長石的堆晶，在主體岩漿固化的晚期，由於構造應力，斜長石堆晶體與間隙熔體沿岩漿結晶產生的裂縫侵入至固化的主體花崗岩中，最終形成第二組淡色花崗岩；而主體花崗岩中局部分异出來的淡色熔體最終形成了第一組淡色花崗岩（圖1）。岡底斯淡色花崗岩與其南側喜馬拉雅淡色花崗岩的巨大岩石地球化學差异性表明，這兩種花崗岩雖然產出位置十分接近，但是由於源岩成分、熔融反應以及後期岩漿演化的差异最終導致它們的地球化學特徵差异明顯。
圖1加查淡色花崗岩形成示意圖
BG =黑雲母花崗岩，GD =花崗閃長岩，DC =閃長質堆晶岩
最後，研究團隊結合岡底斯岩漿岩帶中漸–中新世高Sr/Y花崗岩類的大量集中出現，認為在這一時期岡底斯地區的新生下地殼大規模熔融可能與岩石圈地幔拆沉有關（圖2），這也是大陸地殼由初生的玄武質向長英質演化的重要機制之一。
圖2加查淡色花崗岩形成的構造示意圖
相關成果以“Oligocene leucogranites of the Gangdese batholith，southern Tibet: fractional crystallization of felsic melts from juvenile lower crust”為題發表於岩石學國際頂級期刊《Journal of Petrology》。該工作由王孝磊教授團隊和中國地質科學院地質研究所賀振宇研究員合作完成，論文第一作者為南京大學博士研究生張英澤，王孝磊教授為通訊作者。該研究工作得到了國家基金委傑出青年基金、中央高校基本科研基金和內生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室的資助和支持。
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https://doi.org/10.1093/petrology/egab076