华北克拉通孔兹岩带古元古代凉城石榴石花岗岩成因机制及其岩石学意义*

王洛娟 郭敬辉 彭澎

1. 中国地质科学院，北京 1000372. 中国科学院地质与地球物理研究所，岩石圈演化国家重点实验室，北京 1000293. 中国科学院大学地球与行星科学学院，北京 100049

在花岗岩的各种分类中，ISAM(即I、S、A、M型)分类应用最为广泛。其中，I型和S型花岗岩是以岩浆源区性质来区分，I型花岗岩来自火成岩的部分熔融，而S型花岗岩来自(变)沉积岩的部分熔融(Chappell and White, 1974)。由于岩浆源区岩石受到了风化作用的影响，S型花岗岩最重要化学组成特征是强过铝(铝饱和指数A/CNK>1.1)，同时具有相对I型花岗岩较低的Na2O、CaO、Sr含量和较高的Sr和O同位素组成，相应的矿物组成特征是含白云母、堇青石和石榴子石等过铝质矿物(Chappell and White, 1974)。根据过铝质矿物的不同，常见的S型花岗岩可以分为两类：含白云母的S型花岗岩和含堇青石的S型花岗岩(Barbarin, 1996)。含白云母S型花岗岩富SiO2(71%～76%)，贫MgO+FeOT(<3%)，成分接近最低共熔点组分，形成温度较低，主要是白云母脱水熔融的产物，典型代表为高喜马拉雅淡色花岗岩(Patio Douce and Harris, 1998; Patio Douce, 1999)。含堇青石S型花岗岩的SiO2含量范围主要在65%～74%，高MgO+FeOT(1%～9%)，成分相对偏基性，形成温度较高，多为黑云母脱水熔融的产物，典型代表为澳大利亚Lachlan褶皱带S型花岗岩(Chappell and White, 1992, 2001)。

华北克拉通孔兹岩带东段凉城地区发育有大规模古元古代石榴石花岗岩，在化学组成上表现为强过铝的特征，其中的镁铁质矿物不仅有石榴子石和黑云母，有时还有紫苏辉石，这明显不同于典型的S型花岗岩(白云母花岗岩和堇青石花岗岩)。此外，凉城石榴石花岗岩具有低SiO2(55%～70%)、富镁铁(MgO+FeOT=5%～15%)的地球化学特征(翟明国等, 1996; Pengetal., 2012; Wangetal., 2018)，偏离了正常花岗岩的成分范围。对比全球海量花岗岩化学组成数据，我们发现具有类似特征的花岗岩极为少见，因此认为，凉城石榴石花岗岩可能代表了一类特殊类型的S型花岗岩，其岩石成因机制也具有特殊的科学意义，值得深入探讨。我……