最近，我会第四期“青托”人才高彭及其研究团队，在Geochimica et Cosmochimica Acta上发文，报道了他们对S型花岗岩镁铁度变化的最新研究成果。

S型花岗岩为何比变沉积岩来源的初始熔体具有更高的镁铁度(maficity，MgO + FeOt质量分数之和)，这一问题一直存在争议。不同学者对此提出了不同的模型，包括源区控制过程(残余/转熔矿物集合体携带)、来自不同源岩的岩浆混合和分离结晶作用。然而，全岩主、微量元素和放射成因同位素对这些模型往往只能提供模棱两可的约束。而同时源区携带的矿物可能在岩浆演化过程中被寄主岩浆所改变，形成再平衡之后的成分或完全被新的矿物相所取代。针对这一问题，中山大学高彭副教授等综合应用全岩Mg同位素、锆石微量元素和O同位素对华南~250 Ma旧州S型花岗岩进行了研究(图1)。

图1华南岩浆岩分布图(A)和大容山岩基地质图(B)

分析结果表明，~250 Ma旧州花岗岩的镁铁度最高可达8.72%，锆石δ18O值较高且变化较大(10‰~15‰)，δ²⁶Mg值介于-0.43‰至-0.09‰之间，δ²⁶Mg与镁铁度呈负相关关系(图2)。结合岩石学、地球化学和相平衡模拟，我们推测旧州花岗岩是由成分不均匀的变沉积岩部分熔融所形成，部分熔融发生在约870 ℃。控制花岗岩成分变化(包括镁铁度)的最重要因素是固体矿物集合体的携带，其中主要的铁镁质矿物相为石榴子石。根据热力学模拟计算，在岩浆上升过程中和侵位后，携带的石榴子石在低压下会逐渐被其他稳定的矿物(黑云母、堇青石、钛铁矿)所取代，石榴子石只能被局部保存。在岩浆侵位之后，分离结晶扮演了相对次要的作用，且这是在岩浆的主要成分被确定之后。在以往对S型花岗岩的研究中，可能高估了非沉积物源的参与及其对地壳生长的影响。这项研究强调了综合地球化学分析的优势，特别是Mg同位素，可为约束S型花岗岩高镁铁度成因提供新的约束。

图2 (A)旧州花岗岩和麻粒岩包体的镁铁度与A/CNK值相关图。S型花岗岩、熔体包裹体和变质沉积岩来源的实验熔体作为比较；(B)旧州花岗岩和麻粒岩包体的(Yb/Dy)N值与δ26Mg值相关图；(C) S型花岗岩和变质沉积岩及其组成矿物镁铁度与δ26Mg值相关图；(D)图2C放大部分。

这项研究受第四届中国科协青年人才托举工程项目资助。第一作者高彭为中山大学地球科学与工程学院副教授。他主要从事花岗岩地球化学研究，以地球化学和相平衡计算为基础，致力于以汇聚板块边缘花岗岩为岩石探针理解造山作用过程。2018年，高彭博士受我会推荐获得“青年人才托举工程”计划资助。中国科协青年人才托举工程项目，重点支持32岁以下的青年科技人才自主进行科研，为他们潜心研究提供更有力的保障，激励青年科技人才树立科学精神、培养创新思维、挖掘创新潜能、提高创新能力，在继承前人的基础上不断超越。

论文信息：Gao, P.*, Garcia-Arias, M., Gu, H.-O., Suo, G.-C., Qian, J., Wang, Y., Yin, C., Zhang, J., 2022. Magnesian isotopes and zircon geochemistry verify the entrainment of garnet increasing the maficity of S-type granites. Geochimica et Cosmochimica Acta. 337, 1-13.