近日，国际地学TOP期刊《Lithos》在线发表了题为“Peritectic garnet entrainment obscures iron isotopic fractionation during crustal anatexis: Evidence from cogenetic TTG-like leucosomes and tonalite pluton”的研究成果。此项成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室王林涛博士生、于胜尧教授、李东永工程师和李三忠教授等合作完成。

TTGs岩石通常用于示踪大陆地壳的形成与演化过程，其压力敏感元素比值（例如Sr/Y和La/Yb比值）以及放射性成因同位素组成可作为鉴别TTGs岩石成因及动力学过程的重要地化工具。然而，副矿物（例如：金红石，锆石，磷灰石等）的潜在影响可能导致上述地化工具在判别TTGs岩石成因及其地球动力学背景过程中存在不确定性。铁同位素具有“矿物特有分馏效应”（Mineral-specific fractionation effects），可为TTGs岩石形成与演化过程提供重要约束。然而TTGs岩石的形成及演化过程是一个涉及多阶段的复杂地质过程，且每个阶段均有可能发生Fe同位素分馏，因此在利用Fe同位素探究TTGs岩石成因及示踪其演化过程时，应探究每个阶段的Fe同位素分馏机制。针对此科学问题，中国海洋大学于胜尧教授课题组联合李东永工程师对柴北缘都兰地块高压碰撞深熔成因的TTGs岩石进行了系统的Fe同位素研究（图1）。

柴北缘造山带都兰地块记录了从辉长岩/辉长闪长岩到同源TTGs浅色体、英云闪长岩体以及基性麻粒岩残留相的完整地壳深熔记录（图1），是研究TTGs形成与演化过程的理想场所。GBTL（含石榴子石TTGs浅色体）（δ⁵⁶Fe=0.02~0.12‰）和英云闪长岩体（δ⁵⁶Fe=0.02~0.11‰）的铁同位素组成与辉长岩/辉长闪长岩（δ⁵⁶Fe=0.06~0.12‰）及其伴生的基性麻粒岩（δ⁵⁶Fe=0.06~0.19‰）相似，而GFTL（不含石榴子石TTGs浅色体）则表现出相对较高的铁同位素组成（δ⁵⁶Fe=0.14~0.39‰），并与高硅长英质岩石Fe同位素组成相似。结合地壳深熔过程Fe同位素分馏模型和端元混合计算表明地壳深熔过程中存在铁同位素分馏（图2），但转熔石榴子石的夹带可能掩盖了TTGs岩石Fe同位素分馏现象。具体来说，同碰撞过程中变辉长岩发生部分熔融，角闪石转熔形成石榴子石和辉石。随后转熔石榴子石被长英质熔体夹带并侵位形成含石榴子石浅色体。石榴子石在转熔过程中优先富集轻Fe同位素，导致含石榴子石浅色体相较于不含石榴子石浅色体具有低的δ⁵⁶Fe值。因此，转熔石榴子石的选择性夹带是解释TTGs岩石铁同位素多样性的一种潜在机制。

Wang, L.T., Yu, S.Y*., Li, C.Z., Jiang, X.C., Peng, Y.B., Li, D.Y*., Jiang, X.Z., Zhang, J.X., Gao, X.Y., Li, S.Z., Sun, G.Z., Li, Y.S., 2025. Peritectic garnet entrainment obscures iron isotopic fractionation during crustal anatexis: Evidence from cogenetic TTG-like leucosomes and tonalite pluton. Lithos, 2025, 108096.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.lithos.2025.108096