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碰撞造山带混合岩、麻粒岩和花岗岩记录了大陆地壳部分熔融后发生的分异作用。为研究大陆俯冲带地壳部分熔融以及相关岩石中矿物的成因机制,本学位论文选取了经历过多期次部分熔融的湖北大别造山带混合岩和西藏冈底斯造山带中的花岗岩和伟晶岩,通过原位微区矿物学和地球化学的分析方法,对混合岩-花岗岩-伟晶岩中的不同矿物进行了多方位分析,确定不同矿物的成因机制,识别岩石中多期次部分熔融的P-T-t条件,以及熔体演化过程中矿物的元素的迁移变化规律,并最终对该区岩石成因及构造演化进行制约。1.北大别高温变质带混合岩石中不同矿物的成因根据CL图像和矿物包裹体的类型以及锆石的U-Pb年龄和微量元素特点,我们把混合岩中的锆石分为三组,Zir-Ⅰ的锆石记录了年龄范围是272-1015Ma,此锆石为原始岩浆锆石的继承和改造,记录了不同程度的变质重结晶作用。Zir-Ⅱ的锆石记录了两期三叠纪变质和深熔锆石的生长,Zir-Ⅱa形成于俯冲进变质-峰期阶段,U-Pb定年获得的年龄范围为240-220Ma;Zir-Ⅱb形成于折返初期的麻粒岩相深熔阶段,U-Pb定年获得的年龄范围是220-200Ma。Zir-Ⅲ的锆石记录了早白垩纪广泛发育的角闪岩相混合岩化作用,U-Pb定年获得的年龄范围是140-120Ma。混合岩中的石榴石只以残斑状出现在富石英的淡色脉体中,它们在主微量元素上呈现两种不连续的生长环带,内部域Grt-Ⅰ钙铝榴石的含量较高,具有Eu正异常或没有明显的Eu异常,说明石榴石Grt-Ⅰ形成于斜长石不稳定阶段的榴辉岩相变质阶段,是变质成因石榴石。外缘域Grt-Ⅱ钙铝榴石的含量较低,而锰铝榴石含量较高,且MREE、HREE、Y和Sc等相容元素含量也明显升高,具有明显Eu负异常,指示石榴石Grt-Ⅱ形成于斜长石稳定的麻粒岩相变质-深熔阶段,并且是通过对早期Grt-Ⅰ的溶解-再生长形成的,是转熔石榴石。混合岩中的角闪石只出现在深色体中,根据角闪石的稀土元素配分模式分为两类,其中Ⅰ型角闪石位于颗粒的中心,REE含量较低,具有Eu正异常,为斜长石和黑云母加水反应的产物,为转熔成因。Ⅱ型角闪石位于颗粒边缘,具有负Eu异常和高的稀土元素含量,是直接从深熔熔体中与斜长石共同结晶形成的,属于岩浆成因的角闪石。通过温压计计算得出两类角闪石的形成温压范围均为3.8-7.1kbar/720-780℃,是深俯冲地区岩石抬升至中上地壳层位时,外部流体加入引发部分熔融形成的。2.冈底斯造山带花岗岩和伟晶岩中石榴石的成因通过对岩石学,主量元素和微量元素分布以及石榴石中的氧同位素的综合研究,在冈底斯岩浆带东南部的花岗岩和伟晶岩中识别出两个期次的石榴石。第一期石榴石（Grt-Ⅰ）作为残斑状保留在石榴石颗粒的中心,BSE图像显示较多暗部,富含锰铝榴石,而铁铝榴石和钙铝榴石的含量较少,稀土配分模式显示出明显的负Eu异常,HREE相对MREE明显亏损,这与早期成核过程中的岩浆热液有关,是热液成因石榴石。第二期石榴石（Grt-Ⅱ）主要出现在花岗岩中,或在伟晶岩石榴石Grt-Ⅰ边缘以补丁状的形式存在,BSE图像明亮,锰铝榴石含量低,铁铝榴石和钙铝榴石含量较高,REE配分模式也显示出明显的负Eu异常,但是HREE相对MREE明显富集。与Grt-Ⅰ相比,Grt-Ⅱ具有较高的REE含量,以及特别高的Ca含量。相比之下,来自花岗岩的石榴石在锰铝榴石,铁铝榴石和镁铝榴石中具有均一的成分以及高的REE含量,微量元素剖面显示从核部到边的REE含量降低,具有岩浆结晶出来的石榴石的特征。伟晶岩中石榴石Grt-Ⅱ具有与花岗岩中石榴石相同的主量和微量元素组成,表明Grt-Ⅱ是从相同的花岗质岩浆中结晶出来的。伟晶岩中的补丁状Grt-Ⅱ是花岗岩岩浆侵入时,对伟晶岩中早期石榴石Grt-Ⅰ进行溶解再生长形成的,属岩浆成因石榴石。因此,伟晶岩中石榴石Grt-Ⅰ形成于早期岩浆-热液体系,而石榴石Grt-Ⅱ形成于后期的岩浆体系,说明伟晶岩早于花岗岩形成。花岗岩和伟晶岩锆石的U-Pb定年和Hf-O同位素表明,它们具有几乎相同的U-Pb年龄,εHf（t）值和氧同位素。锆石U-Pb测年给出了晚白垩世年龄77-79 Ma,正的εHf（t）值+5.6到+11.9,δ18O正值在+5.19到+7.05‰,单阶段Hf模式年龄约为350Ma。这些表明尽管伟晶岩是在花岗岩之前形成,但二者在锆石U-Pb定年上难以区分,二者都来源于同一岩浆源区,是新增生大陆边缘发生部分熔融的产物。3.矿物成因对岩石成因的指示意义在地壳深熔过程中,岩石可能发生加水或脱水熔融,岩石中既有参与变质反应的变质矿物,又有通过转熔反应形成的转熔矿物,也有从熔体不同阶段结晶析出的岩浆成因矿物。通过对地壳深熔岩石及其相关脉体中不同矿物进行成因研究,获得了地壳深熔从形成到演化至不同阶段,矿物成因及其元素的变化规律。通过对混合岩深色体中含有的角闪石的结构、共生矿物组合和主微量元素的特征进行分类,结合角闪石一斜长石的温度计和角闪石压力计的计算,指示该区混合岩在白垩纪经历了黑云母的加水熔融作用。转熔角闪石形成的温压条件限定了罗田地区早白垩纪混合岩化过程发生在中上地壳,是外部流体的加入引发的。通过对混合岩淡色脉体中石榴石进行主微量元素环带的分析,识别出变质成因（Grt-Ⅰ）和转熔成因（Grt-Ⅱ）两种石榴石。特别是转熔石榴石Grt-Ⅱ的确定,证实了北大别经历过晚三叠纪麻粒岩相变质叠加引起的部分熔融,进一步确定了深俯冲陆壳在板片折返至下地壳时会发生部分熔融。另外,在地壳深熔过程中,熔体分离后,随着熔体不断演化和聚集,会形成花岗岩和伟晶岩。一般认为,伟晶岩是在流体饱和的花岗质岩浆结晶分异晚期形成的。但是,本文研究中的伟晶岩和花岗岩具有相似的岩浆结晶压力和温度,伟晶岩和花岗岩中的石榴石之间的主量元素和微量元素的差异表明伟晶岩较早结晶,随后与周围侵入的花岗质岩浆混合。伟晶岩中的第一期石榴石Grt-Ⅰ的形成来自于岩浆热液体系,而并不是来源于相邻花岗岩晚期的结晶。但是,锆石的Hf-O同位素相似性证明伟晶岩和花岗岩的确来源于同一岩浆源区。因此,难熔矿物石榴石和锆石可能是解析花岗岩和伟晶岩成因的重要线索。