锆石Li同位素及其在A型花岗岩成因研究中的应用

中国东部广泛发育了中生代A型花岗岩，但是对这些A型花岗岩的成因还存在不同的认识；特别是针对其中“低δ18O”A型花岗岩的物质来源和成因还有很大的争议。Li同位素是一种新兴的非传统稳定同位素示踪工具，其应用领域涵盖了从地表到地幔的熔/流体与矿物之间的相互作用以及行星的早期演化研究。本项目建立与完善锆石微区原位和全岩Li同位素分析技术，探讨了锆石中Li同位素的地球化学行为及其在岩石成因中的示踪意义。我们的研究结果表明，Li同位素在锆石中的扩散可以导致极大的Li同位素分馏，而锆石中心均一的δ7Li 值最有可能反映了锆石结晶时的岩浆同位素组成。因此，应尽可能选择大颗粒矿物中心进行Li同位素微区原位分析。本项目对中国东部六个典型的“低δ18O”A型花岗岩进行了系统的地球化学和锆石U-Pb年代学和Li-O-Hf同位素研究，结果显示除了东北碾子山 A型花岗岩有偏低的δ18O值（4.6‰），其他5个岩体的锆石-石英氧同位素在高温下达到平衡，且都落于地幔值范围，均不属于“低δ18O花岗岩”，不可能是蚀变洋壳重融的产物。碾子山花岗岩形成于年轻的地壳重融，岩浆演化晚期强烈的去气作用导致略偏低的δ18O值；崂山、桃花岛岩体中涉及到受交代作用的地幔或者下地壳源区；后石湖山、苏州、普陀山，为地壳基性岩重熔的产物，基性岩浆的底侵为其提供物源和热源。本项目的研究表明，在岩石学和元素地球化学分析的基础上，锆石微区原位Li-O-Hf多元同位素体系示踪可以为A型花岗岩的物质来源和成因提供有效的制约。