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花岗岩是大陆的重要组成部分,与矿产资源的关系也十分密切,并且到目前为止,发现的花岗岩只存在于地球上,是地球区别于其它行星的岩石类型,因此花岗岩是研究地球以及大陆形成与演化的重要窗口,也是资源勘察的重要对象。水是花岗岩形成过程中不可或缺的组分,源岩部分熔融过程必须要有水的参与才能形成花岗岩。可以说,没有水就没有花岗岩,也就没有大陆。水作为助熔剂降低了地壳的熔点,同时作为溶剂,增强了花岗岩中多种元素的运移与富集能力,成为花岗岩中金属成矿的关键。然而,花岗岩中水的来源问题一直没有得到很好的解决,概括起来主要有两种观点:(1)花岗岩中的水是源岩中的含水矿物,例如黑云母和角闪石等,脱水产生的,也就是水来自于熔融体系内部,而花岗岩是源岩脱水熔融的产物;(2)水主要来自熔融体系外部,例如地壳内富水的区域或地幔衍生的富水熔/流体等通过断层或裂隙将水输送到花岗岩源岩中,这时花岗岩则是源岩加水熔融形成的。前人大量的研究试图通过花岗岩的元素和同位素组成来间接区分出这两种熔融机制,但是最近的研究表明,花岗岩的地球化学组成判据具有二义性。因此直接测量花岗岩水含量有望为解决这个问题提供新的视角。锆石是花岗岩中常见的副矿物,属于名义上无水矿物(Nominally Anhydrous Mineral,NAM),抗后期改造的能力强。锆石中水的扩散系数比其它名义上无水矿物低一到两个数量级,因此对水的保存能力更强。分析花岗岩中锆石的水含量可能为约束花岗岩熔体水含量提供了一种解决方案。锆石结晶时所包含的那部分水与熔体水含量密切相关,这里称为原生水。然而,在花岗岩完全固结后,锆石中高含量的放射性元素U和Th的衰变,产生大量的高能粒子轰击锆石的晶格,造成晶格破坏,成为无定形态,最终导致锆石的蜕晶化。蜕晶化的锆石晶格膨胀,形成筛孔状,有利于外部水进入锆石中。这些花岗岩完全固结后进入锆石的水与熔体水含量无关,这里称之为次生水。蜕晶化的锆石中可能存在大量的次生水,强烈干扰了锆石原生水含量的准确测定。因此,要想获得可靠的原生水含量,需要排除高度蜕晶化的锆石或者排除蜕晶化锆石中的次生水。拉曼光谱被证明是判断锆石蜕晶化程度的有力工具,尤其是锆石Si-O四面体的反对称伸缩振动谱峰的半高全宽和拉曼位移对蜕晶化程度非常敏感,能够定量表征锆石蜕晶化程度。本学位论文基于对华南苏州A型花岗岩锆石水含量、氧同位素以及拉曼光谱等的研究,提出了低蜕晶化锆石的筛选方案。方案具体是:在拉曼光谱的半高全宽小于8 cm-1、拉曼位移大于1007 cm-1时,锆石蜕晶化程度低,原生水含量能够得到较好保存,次生水含量影响小;在半高全宽小于10 cm-1、拉曼位移大于1005.5cm-1时,锆石的原生氧同位素受蜕晶化影响小。经过筛选后,苏州岩体的锆石水含量为~650-1400 ppm,高于典型I型花岗岩的锆石水含量,氧同位素则处于正常地幔范围。苏州岩体高的锆石水含量并不受到温度、压力等因素的控制,更多地体现了熔体的高水含量。这个结果说明苏州岩体可能起源于富水源区,挑战了传统认为的A型花岗岩贫水的观点。除此之外,蜕晶化锆石中次生水比原生水的H键键能更弱,在加热过程中也更不稳定。我们针对从结晶质到蜕晶质的三个不同结晶程度的锆石样品,在200-1000℃、2-10小时开展热退火实验,以确定去除次生水的热退火条件。结果表明,原生水在古老的蜕晶化锆石中依然能够稳定保存。锆石原生水在700℃以内,能够保持完整,而次生水则在400℃就开始扩散丢失。热退火条件设置为600℃、>4小时,能有效去除次生水,同时保持原生水的稳定。温度大于700℃,锆石的氧同位素的测量也得到了改善,氧同位素受次生水影响的锆石数目从约21%降低到了约9%。本研究表明锆石水含量的应用能够拓宽到古老锆石中。我们利用锆石水含量并结合其它地球化学指标来研究华北克拉通晚中生代花岗岩的形成机制。华北早白垩世巨量花岗岩的锆石水含量中位数为763 ppm,明显高于侏罗纪锆石(424-513 ppm)、上地幔和大陆弧岩浆锆石(92-477 ppm)。更重要的是,与侏罗纪花岗岩相比,高水含量早白垩世花岗岩也具有更高的锆石饱和温度、εHf(t)和更低的δ18O。这些观测说明花岗岩为地壳加水熔融形成并且水主要来自于地幔,同时早白垩世更多的水的加入导致巨量花岗岩的产生。地壳中高水含量可能与古太平洋板块的俯冲有关,是引发华北克拉通破坏的重要因素。