花岗岩中微球粒的成因与来源

本项目主要对沙地残遗油松种群脆弱性进行了全面系统的研究。首先对沙地油松林生态环境异质性、破碎化程度和群落类型、演替特征进行了调查，在此研究基础上，深入研究了沙地油松种群结构、分布格局、动态特征、种群稳定性，进而确定沙地油松最小存活种群的数量特征和最低生存生态值指标。由于本项目研究是前三项国家基金资助项目的继续和发展，因此开拓了我国生态科学研究的新领域，提出生态学领域中的新概念构架——沙地森林生态学的基础理论和研究方法。这些研究成果必将为我国北方防风固沙、控制土地沙漠化、改善区域生态环境和“三北”防护林体系建设以及沙地天然林保护生态工程提供科学依据。

作为大陆的标志性岩石，花岗岩构成大陆上部地壳的基础，且花岗岩的形成过程通常与大陆的构造作用、变质作用和成矿作用密切相关。从地质科学尚处于摇篮阶段的18世纪起，花岗岩成因问题就是众多争论的主题。有关花岗岩成因的论战，可见Gilluly（1948）、Pitcher（1993）和Young（2003）等人的论著，在此不一一列举。需要提到的是，自板块构造理论在20世纪60年代问世以来，有关花岗岩成因的诸多解释，都被置于板块的理论框架中去重新认识。在许多情况下，认识似乎趋向一致，但实际争论仍在继续。

鲍文（Bowen）（1914，1922，1948）的玄武岩浆结晶分异理论的误区，是将矿物结晶顺序与岩浆岩从基性到酸性的岩石序列相结合。实验结果证明，玄武岩浆的结晶分异最终只能产生很少量的残余花岗质熔体，这与野外存在众多花岗岩的事实明显冲突（Holmes，1926；Read，1957）。矿物反应系列实际可以应用到不同组分的岩浆系统。换言之，从岩浆系统中最初晶出的不一定是基性岩，而最后形成的也未必就是长英质（酸性）岩石，因为从熔体中结晶的岩石的性质，取决于熔体的组分而非矿物结晶的顺序（Kennedy，1933）。Walton（1960）就曾对Bowen的认识做过如下的评论：“鲍文的化学理论或将该理论应用于玄武质岩浆的分离作用并没有任何错误，这依然是岩石学的一个基本原理。但是，火成论僵硬地束缚一个单独的模式上，认为大多数火成岩的演化都是玄武岩浆入侵地壳冷却、结晶和分离之故，那就有点臆测了。同样的化学理论可以应用于其他模式。”

20世纪40年代（Gilluly，1948）以H. H. Read为代表的“变成论”者和以N. L. Bowen为代表的“岩浆论’’者之间的争论，随着其后越来越多的学者认同花岗岩的岩浆起源而结束。然而，组成花岗岩体的岩浆来自何方？用Bowen的话表示：Whence the granites"para" label-module="para">

对于这一问题，压倒性的认识是：花岗岩由地壳中各种不同成分的岩石部分熔融固而形成。这一观点揉合了早期关于花岗岩起源的两种不同认识：即岩浆论（认为花岗岩来自岩浆的结晶）和变成论（认为花岗岩是富硅铝的沉积岩在干或含水条件下经花岗岩化作用改造而成）。提出花岗岩是地壳岩石经超变质（深熔作用）的结果，这对研究地壳的起源和化学分异作用等具有重要意义，因为它们与特定时期内地壳的热状态和原岩的成分有关，包括可以产生多少花岗岩浆、花岗岩形成时的温度和水的数量和来源、构造背景和板块作用过程等等。

项目背景 本项目以辽西新太古代绥中花岗岩为主要对象（相关地区同类花岗质岩石的对比研究）研究花岗岩结构，揭示其成因过程；在此基础上，结合其地球化学、同位素年代学数据，总结花岗岩组分-组构演化关系，探索研究该类花岗质岩石成因的岩石学研究方法。 主要研究内容 1）深熔花岗岩宏观岩貌特征研究。分别在兴城、绥中、葫芦岛、青龙等地区研究绥中花岗岩的组成、深熔构造类型；实测大比例尺岩性-构造图，确定深熔花岗岩的组成部分、面积比例、组构标志、变形特征和形成序次；同时选择相关地区同类岩石进行对比研究（鞍山、冀东）。 2）宏观-微观尺度的系统岩相学研究。根据宏观尺度的组构关系，研究黑云斜长片麻岩-细粒花岗质片麻岩-片麻状花岗岩等显微组构特征，确定主要矿物间微观结构关系、相对序次，不同结构相矿物微区成分分析； 3）深熔花岗岩锆石矿物原位-微区U-Pb 同位素测定。分别对绥中花岗岩（兴城、双山子、丁家河）鞍山太古代花岗岩（铁架山、立山、陈台沟）冀东太古代花岗岩（青龙、迁安）进行同位素年代学研究，结合花岗岩组合、产状确定太古代地壳热事件的时限，估算热演化持续时间。 重要结果 1、太古代深熔花岗岩的宏观-微观组构特征：通过野外宏观组构和岩石微观组构研究，确定区分深熔新生组构相和残余组构相、估计部分熔融程度、花岗质熔体分异程度的典型组构标志和转化规律。 2、华北克拉通典型区古-新太古代花岗岩对比研究：鞍山古太古代花岗质片麻岩杂岩（3.3Ga）为英云闪长质地壳的初始部分熔融产物；鞍山中太古代花岗岩（3.1-2.9Ga）为闪长质地壳的高度熔融产物；鞍山、绥中新太古代花岗岩（2.5Ga）应属于较成熟地壳高度再造的混合花岗岩（有幔源岩浆的混合贡献）。 3、根据研究将原“绥中花岗岩”解体为太古宙花岗质杂岩和中生代闪长岩-二长花岗岩两部分，前者为中下地壳高度熔融缓慢冷却结晶的产物，后者为先期克拉通地壳再度熔融-熔体高度分异-快速就位冷却的产物，反映华北克拉通地壳不同演化时期的深熔作用特点。 科学意义 岩石组构研究可充分揭示花岗质岩石成因过程信息，详细的组构研究是花岗岩成因分析的重要基础性工作，也是开展系统岩石地球化学、同位素年代学测试和数据解释的前提。 岩石组构研究可为太古代花岗岩的成因过程恢复、早期地壳演化研究提供可靠的岩相学标志和研究准则。 2100433B

有关文象花岗岩的观察和研究工作可以追溯到18世纪末，其成因机制一直是研究的重点和争论的焦点问题，至今仍未形成统一认识。从文献资料来看，多数学者倾向于认可同时生长机制。依据晶体成核与成长过程的差异，上述机制又可以细分为共晶结晶、 同结晶和连续结晶等作用。支持同时生长机制的证据主要包括：

(1) 文象花岗岩通常具有稳定的矿物成分和含量，同一地区文象花岗岩中的长石端元组成变化范围很小，石英与斜长石和钾长石的相对百分含量非常稳定；

(2)单个长石晶体之中，文象石英颗粒通常具有规则的形态组构，粒度分布比较均匀，多呈近似平行状排列；

(3) 多数文象石英与寄主长石之间具有特殊结晶学取向关系，正交偏光镜下石英颗粒通常在一定范围内同时消光；

(4) 文象结构通常产出在花岗伟晶岩中，常呈域状或带状 。