《Geochemistry》：Unravelling the origin of A-type granites in an extensional arc setting: Insights from the Permian El Fierro pluton, Colangüil batholith (Frontal Cordillera, Argentina)
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本文聚焦阿根廷科尔迪勒拉弗龙特拉埃爾菲耶罗岩体，该岩体作为晚二叠世（262±2 Ma）乔伊奥伊岩浆省晚期阶段的代表，其A型地球化学亲和性（高Ga/Al、HFSE含量、极端F富集）及同位素特征（εHft= -7.0 至 +1.25；εNdi≈ -3）揭示了其形成于岩石圈减薄和板片后撤的伸展弧环境，标志着冈瓦纳大陆西南缘初始裂谷作用的开始。研究为理解弧环境中A型花岗岩的生成机制提供了新的制约。
在冈瓦纳大陆西南缘（今南美西部），从石炭纪到三叠纪，沿着前安第斯边缘发育了漫长的岩浆活动。这一被称为乔伊奥伊岩浆省的巨大火成岩区，是研究从挤压的俯冲环境向伸展的构造体制转换的天然实验室。其中，晚二叠世的岩浆活动尤为关键，它记录了从典型的钙碱性I型岩浆向更具演化特征的A型花岗岩的转变。然而，在典型的弧环境（如科迪勒拉岩基）内部，A型花岗岩的成因一直存在争议：它们究竟是地壳在伸展背景下熔融的产物，还是有其他更深部的过程参与？阿根廷弗龙特拉科迪勒拉的科兰圭尔岩基中的埃爾菲耶罗岩体，为回答这一问题提供了理想的研究对象。
为了揭示埃爾菲耶罗岩体的成因及其构造意义，研究人员开展了详细的野外地质调查、岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学以及Hf-Nd-Sr同位素分析。研究表明，埃爾菲耶罗岩体（~262 Ma）是乔伊奥伊省晚期阶段的代表，其地球化学特征（铁质、碱钙质-钙碱性、弱过铝质、高Ga/Al比值、富集HFSE和极端F）明确指示其A型属性。同位素数据则反映了其源区为含有变质沉积组分的混合地壳源区，可能受到地幔流体的交代。综合这些证据，作者认为该岩体是岩石圈减薄和板片后撤过程中地壳熔融的产物，标志着冈瓦纳西南缘初始裂谷作用的开始。这项研究有力地表明，A型花岗岩完全可以在弧环境的伸展体制下生成。该成果发表于《Geochemistry》杂志。
本研究的关键技术方法包括：锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年以获取岩体结晶年龄；电子探针（EMP）分析长石、云母等矿物的主量元素组成；全岩主量和微量元素地球化学分析用于岩石分类和成因判别；以及锆石Lu-Hf同位素和全岩Nd-Sr同位素分析以制约岩浆源区性质。样品来自科兰圭尔岩基内的埃爾菲耶罗岩体。
2. 地质背景：埃爾菲耶罗岩体出露于阿根廷弗龙特拉科迪勒拉，是科兰圭尔岩基中第二大的晚阶段乔伊奥伊期深成岩体，侵入到石炭纪的塔瓦基托岩基中。岩体主要包括中粗粒斑状花岗岩和细中粒等粒花岗岩两种相带。
3. 样品与方法：研究选取了11件埃爾菲耶罗岩体的代表性样品，涵盖了其主要的岩相类型，进行了系统的岩石学、矿物化学、全岩地球化学、同位素地球化学和地质年代学分析。
4. 埃尔菲耶罗岩体的野外关系和岩石学：岩体相对均一，主要为正长花岗岩到二长花岗岩，可划分为中粗粒斑状花岗岩和细中粒等粒花岗岩两种主要相。岩体含有镁铁质包体和捕虏体。细粒相通常构成岩体的顶部杯络体。
5. 矿物化学：对岩体中的长石和云母进行了电子探针分析。斜长石主要为奥长石，钾长石为透长石。三相云母为铁叶云母，具有极高的F含量和较低的Mg/(Mg+Fe)比值，指示还原条件或变沉积岩亲和性。
6. U-Pb锆石定年：对代表性样品（TAB-21）进行的锆石U-Pb定年给出了264±3 Ma的加权平均年龄，但年龄谱分散。进一步分析识别出~273 Ma的锆石先成晶和~262 Ma的锆石自形晶，表明岩浆系统寿命较长，~262 Ma被解释为岩体的就位结晶年龄。
7. Hf锆石同位素数据：锆石的εHft值变化范围较大（-7.0 至 +1.25），以负值为主，表明岩浆源区以古老地壳物质为主，可能有少量地幔物质的加入或源区本身不均一。
8. 全岩地球化学：埃爾菲耶罗岩体的花岗岩属于铁质、碱钙质-钙碱性、弱过铝质系列，具有高的Ga/Al比值、富集的HFSE（如Ce, Zr, Nb, Y）和极高的F含量，符合A型花岗岩的特征。球粒陨石标准化稀土配分图显示LREE富集和显著的负Eu异常。
9. Nd和Sr同位素：岩体具有均一的εNdi值（约-3.3），Nd模式年龄约为1.3 Ga，以及较高的(87Sr/86Sr)i比值，再次证实了其以地壳成分为主的源区特征。
10. 讨论：
10.1. 埃爾菲耶罗岩体的年代学：定年结果表明埃爾菲耶罗岩体结晶于~262 Ma，其岩浆活动可能始于~273 Ma，与乔伊奥伊早期阶段I型岩浆活动（~285-272 Ma）在时间上有重叠，揭示了从俯冲相关岩浆向伸展背景下岩浆作用的连续过渡。
10.2. 埃爾菲耶罗岩体的表征和分类：综合岩石学、地球化学和同位素数据，埃爾菲耶罗岩体被归类为A型花岗岩（主要为A2型），与科兰圭尔岩基中的早期阶段I型花岗岩形成鲜明对比。
10.3. A型花岗岩的源区和岩石成因评估：地球化学和同位素数据支持埃爾菲耶罗A型花岗岩源于一个混合的地壳源区，该源区包含可能被地幔流体交代的变沉积岩组分。岩浆随后经历了以长石为主的分离结晶作用。
10.4. 熔体的挥发分组成：通过云母成分计算的熔体F含量极高（最高可达~31,442 ppm），Cl含量相对较低。高F特征可能源于富F的源区和晚期的岩浆分异，它降低了熔体粘度和固相线温度，促进了浅成侵位。
10.5. 地球动力学背景：埃爾菲耶罗A型花岗岩的形成与晚二叠世冈瓦纳西南缘的岩石圈伸展和板片后撤有关。它标志着该地区从安第斯型俯冲环境向大陆裂谷环境的构造体制转换的开始。
研究结论表明，阿根廷弗龙特拉科迪勒拉埃爾菲耶罗岩体是晚二叠世（~262 Ma）乔伊奥伊岩浆省晚期阶段的产物，其典型的A型地球化学特征（富铁、高场强元素、极端富氟）和同位素组成（εHft主要为负值）共同指示其源于一个含有变沉积组分的混合地壳源区在伸展背景下的部分熔融。锆石U-Pb年龄谱揭示了~273 Ma的岩浆活动开端，表明该A型岩浆作用与早期I型岩浆活动存在重叠，反映了从俯冲相关岩浆作用向伸展背景下岩浆作用的连续演化。该研究的重要意义在于，它提供了A型花岗岩可在弧环境本身的伸展体制下（如板片后撤诱发的岩石圈减薄）生成的直接证据，挑战了A型花岗岩仅形成于板内或弧后环境的传统认识，对理解活动大陆边缘构造转换期的岩浆响应具有重要启示。高氟含量在降低熔体粘度、促进浅成侵位方面扮演了关键角色。这项研究深化了对冈瓦纳大陆西南缘晚古生代-早中生代构造-岩浆演化的理解。
