阿根廷圣路易斯山脉泥盆纪花岗岩Lu-Hf锆石同位素研究：结合U-Pb与Hf数据揭示岩浆系统演化机制

来自阿根廷的研究人员针对圣路易斯山脉泥盆纪花岗岩开展Lu-Hf锆石同位素研究，结合已有U-Pb和Hf数据，揭示了多期结晶事件（391±1、384±1、379±2 Ma）下岩浆房的异质性特征。研究发现εHft值显著波动源于地幔与下地壳混合源区，提出"深部岩浆糊储库"模型，阐明全岩同位素系统（如Sm-Nd）会掩盖内部成分差异，为理解长寿命岩浆系统演化提供新视角。

　　

在阿根廷圣路易斯山脉的泥盆纪花岗岩中，锆石同位素研究揭示了令人着迷的岩浆演化故事。先前发表的锆石铀铅(U-Pb)定年数据捕捉到三个清晰的结晶脉冲：391±1百万年(Ma)、384±1 Ma和379±2 Ma，这些时间戳记录了一个长寿岩浆系统的活动轨迹。

最新获得的镥铪(Lu-Hf)同位素数据与U-Pb定年域完美对应，展现出岩浆源的"混血"特征——既有来自次大陆岩石圈地幔(SCLM)的贡献，又混入了早古生代下地壳物质。特别引人注目的是，锆石的εHf_t值展现出惊人的波动范围，这就像岩浆房的"成分指纹"在不断变化。研究人员认为，这种"同位素过山车"现象源于深部"岩浆糊储库"(mush reservoir)中形成的同位素微区——不同成分的熔体囊如同岩浆房中的"鸡尾酒分层"，各自结晶出化学特征迥异的锆石祖先晶体(antecrysts)。

随着岩浆上升侵位，这些"时空旅行者"锆石被带到浅部，与新生锆石(autocrysts)共同冻结在岩石中。这就解释了为什么同一块手标本中会出现：年龄不同但εHf_t值相似的锆石"兄弟"，或者同龄但εHf_t值截然相反的锆石"双胞胎"。这项研究颠覆了传统认知，表明全岩同位素系统(如Sm-Nd、Rb-Sr)就像"平滑滤镜"，会掩盖岩浆系统内部的精彩化学多样性。