煌斑岩是一种富含自形-半自形镁铁质矿物斑晶的超基性-中性浅成岩，具有显著的富水和富集不相容元素的特征，因而成为示踪地幔源区和深部地质过程的有效媒介，是地质学家常用的“岩石探针”之一。新近的研究表明，煌斑岩具有复杂的矿物学组合，且存在不同来源的晶体群，其中很多的晶体群并不能与寄主岩石平衡，应属于捕掳晶和循环晶，因此在示踪源区之前，有必要判别晶体来源并建立其岩浆储运系统。值得指出的是，与传统的对岩浆房以液态为主的观点认识不同，现代地球物理揭示的岩浆房更可能是以薄层多级且以晶粥为主的岩浆储库，岩浆形成后在地壳范围内经过运移、储存、演化，最后喷出地表。然而，有关这些不同层级的岩浆储库是如何相互联系的，以及它们对岩石成因的控制作用依然认识不清。

针对这一科学问题，我校张招崇教授领衔的岩浆作用与成矿团队与捷克科学院地质研究所Lukás Krmícek博士等合作者一道，共同针对出露于中亚造山带西段托云盆地的新生代煌斑岩开展系统的矿物学、岩石学和同位素地球化学的综合研究，获得以下重要认识：

（1）托云新生代煌斑岩主要由沸煌岩和闪煌岩组成，其中沸煌岩又可划分为沸煌岩Ⅰ和沸煌岩Ⅱ两种类型（图1）。沸煌岩Ⅰ发育辉石、角闪石和黑云母的巨晶以及地幔橄榄岩和麻粒岩包体，并可见由角闪石构成的角砾状堆晶体，沸煌岩Ⅱ以发育长石巨晶和沸石球颗为特征，而闪煌岩发育角闪石斑晶并缺少巨晶矿物。在哈克图解中，沸煌岩Ⅰ和沸煌岩Ⅱ显示出明显的演化关系，而闪煌岩具有与沸煌岩Ⅰ和Ⅱ显著不同的演化趋势，表明其具有相对独立的岩浆演化过程。

（2）托云煌斑岩中存在不同类型的斑晶、巨晶、堆晶和捕晶，不同的晶体群被认为起源于不同批次的岩浆作用。结合多种地质温度计的估算，本次研究揭示了从下地壳到上地壳的穿地壳岩浆储运系统：沸煌岩为18.5、14.0和9.6kbar，闪煌岩为14.0、11.3、7.3、5.6和4. 0kbar（图2a）。特别地，系统的镜下观察表明沸煌岩中只存在角闪石的堆晶体而不存在斑晶，说明角闪石堆晶体很可能是由闪煌岩早期分离结晶产生，后被沸煌岩捕获，这指示沸煌岩和闪煌岩的岩浆储运系统应是关联的，并发生了复杂的岩浆补给和混合过程，发育环带的单斜辉石和角闪石记录了相关过程。

（3）在同位素组成上，沸煌岩和闪煌岩具有相似的Sr-Nd-O同位素组成，与地幔橄榄岩相当。与实验熔体相比，托云煌斑岩的熔体成分介于含水橄榄岩和贫硅辉石岩熔体之间，因而托云煌斑岩应起源于一种含水橄榄岩+贫硅辉石岩的混合地幔源区（岩石圈地幔底部），其部分熔融是由上涌的软流圈触发的（图2b）。

最终，本次研究揭示了地壳范围内的岩浆储运系统在煌斑岩形成过程中特别是对其复杂岩相的关键控制作用。

图1.（A）托云盆地沸煌岩Ⅰ、Ⅱ和闪煌岩的野外产状；（B）沸煌岩Ⅱ和闪煌岩的野外接触关系；（C-D）沸煌岩Ⅰ中发育的壳幔包体和矿物巨晶；（E）沸煌岩Ⅱ中发育的长石巨晶和沸石球颗；（F）闪煌岩发育沸石球颗

图2.（A）托云煌斑岩的岩浆储运系统；（B）托云煌斑岩地幔源区熔融的动力学过程

上述研究成果发表在国际地球科学综合类权威期刊《Geological Society of America Bulletin》上。该研究得到国家自然科学基金面上项目（42072067）、重点项目（42030302）和中国地质大学（北京）“求真学人”项目的支持：Cheng, Z.G.*, Martial, M.E. Zhang, Z.C., Li, J., Xu, L.J., & Krmícek, L. 2024. Heterogeneous mush-dominated plumbing system and mantle sources of alkaline lamprophyres in Tuoyun Basin, SW Central Asian Orogenic Belt. Geological Society of America Bulletin, 136 (5-6): 1827-1845. [IF2023=3.9]。

全文链接：https://doi.org/10.1130/B36951.1