新闻动态赵子送等-JPet：花岗岩暗色包体中斜长石的复杂成分环带
揭示了晶粥岩浆房混合的过程
长期以来学界认为岩浆形成、存储和化学分异是发生在以熔体为主的岩浆房，近30年来大量地球物理观测和火山研究发现，岩浆可能主要储存在晶粥储库中。晶粥由大量晶体与可流动的粒间熔体组成，有学者认为晶粥的粘度太高会阻碍岩浆混合，但是一些野外地质证据显示，粒间熔体的流动能够促进岩浆混合。针对上述争议，中国科学院广州地球化学研究所岩浆作用与成矿团队博士研究生赵子送在导师王焰研究员指导下通过对辽东地区早白垩世三股流花岗质岩体中暗色包体进行了详细的矿物学研究，刻画了岩浆混合时混合层的晶粥骨架，提出了一个晶粥促进岩浆混合的模型，为研究岩浆混合提供了新思路。
三股流暗色包体中的斜长石根据其环带结构和成分特征可分为三种晶体群：Plag1为正环带循环晶，核部发育筛状结构，核幔之间发育震荡环带和补丁状结构以及重吸收边。Plag2为反环带循环晶，核部发育有筛状结构，核幔之间发育补丁状结构以及重吸收边。Plag3为粒间熔体中生长的微晶，呈现简单的核边结构（图1）。斜长石核-幔-边之间的An值与Sr同位素比值变化范围很大（图2）。这些复杂的环带结构暗示了暗色包体中斜长石是在多变的岩浆环境中结晶而成的。
我们提出了一个晶粥促进岩浆混合的模型解释暗色包体中斜长石的不平衡结构和晶体内部的成分变化特征：中地壳水平的安山质岩浆储库发生结晶分异后以晶粥的形式储存（图3a），后续被注入的玄武安山质岩浆打破晶粥框架发生混合，含有大量晶体的玄武安山质岩浆随即继续上升与上覆的熔融花岗岩体发生混合，形成一个热混合层（图3b），最后混合层破裂为多个半凝固团块，在浮力作用下这些团块逐渐被包裹到上覆花岗质岩体中，直到固结成暗色包体。在这一复杂多源的晶粥混合过程中，岩浆携带的斜长石循环晶与周围的粒间熔体由于化学不平衡而发生反应、并被其复杂的环带结构所记录（图3c）。
相关研究成果近期发表于国际岩石学期刊Journal of Petrology上，该项研究成果获得了国家自然科学基金（41921003和42202052)、科技部重点研发项目（2016YFC0600103）和广东省重点实验室项目(2020B1212060055)的联合资助。
论文信息：Zisong Zhao (赵子送), Christina Yan Wang* (王焰), Jingzhao Dou (豆敬兆), Bo Wei (魏博). 2023. A mush-facilitated magma mixing process revealed by complex zoning of plagioclase in mafic magmatic enclaves of the Early Cretaceous Sanguliu granitic pluton, East China. Journal of Petrology, egad048. https://doi.org/10.1093/petrology/egad048.
图1 辽东地区三股流岩体暗色包体的TIMA图片显示三种斜长石晶体群组成了晶粥骨架（a-b），BSE图像显示三种斜长石的核-幔-边结构（c-e）
图2 三种斜长石晶体群核-幔-边的Sr同位素比值与An值分布
图3 地壳岩浆房发生岩浆混合模式图（a和b）与斜长石生长模式图（c）
