大陆地壳广泛出露的花岗岩具有从显微尺度到陆壳尺度的成分多样性,反映了形成花岗岩的源区、所涉及的岩浆过程以及物理化学条件的多样性,而这些多样性则给建立统一的花岗岩的成因模型带来了复杂性与挑战性。理解花岗岩的形成在大陆地壳起源与演化中扮演的重要角色,需要通过详细的矿物学和岩相学研究,结合实验岩石学成果和模拟计算进行深入的探讨。华南钦州湾地区的早中生代花岗质杂岩体含有丰富的岩石类型,包括含斜方辉石的过铝质花岗岩(旧州岩体)和次火山岩以及与它们共生的残留成因的麻粒岩包体,为探讨花岗岩的成因提供了良好的条件。花岗岩和次火山岩中的斜方辉石或为自形-半自形晶体,或呈它形并与黑云母构成反应关系。这些斜方辉石在结构(晶形和粒径)和成分(A1203含量)上与麻粒岩包体中的斜方辉石均不同,应为岩浆结晶成因。因此,这些含斜方辉石的过铝质花岗岩可以命名为火成紫苏花岗岩。过铝质紫苏花岗岩与世界范围内相对广泛报道的准铝质紫苏花岗岩在全岩成分特征、矿物组成以及岩浆流体成分上存在不同,构成了一种极为稀少的紫苏花岗岩岩石类型。本文通过详细的矿物学和岩相学研究,结合热力学模拟计算,定量估算了过铝质紫苏花岗岩岩浆的形成和结晶条件,揭示了斜方辉石在花岗质岩浆中结晶和保存的机制,探讨了紫苏花岗岩形成所涉及的精细岩浆结晶过程,并为进一步解译大陆地壳广泛分布的花岗岩的形成过程提供启示。紫苏花岗岩中残留成因的麻粒岩包体显示两期变质矿物组合,即峰期变质作用阶段黑云母脱水部分熔融反应形成的峰期矿物组合,以及随后包体随高温岩浆在上升侵位过程中等温减压形成的退变质矿物组合。热力学模拟计算表明,麻粒岩包体峰期变质-熔融条件为:温度约905± 15 ℃和压力约0.68±0.03 GPa;而退变质矿物组合指示岩浆侵位的压力条件约为0.10-0.26 GPa。紫苏花岗岩中矿物成分变化记录了岩浆持续冷却直至固结的条件,即斜方辉石镁值(XMg=Mg/(Fe+Mg))从0.52变化到0.35,对应的结晶条件从温度约880±30℃和熔体水含量约2.8±0.5 wt%变化到温度约750 ℃±30 ℃和熔体水含量约5.6±0.5 wt%。紫苏花岗岩最终在更低的温度(～650±30℃)和更高的熔体水含量(～5.8wt%,0.2GPa时水饱和)条件下完全固结,因此是在相对“湿”、“冷”的条件下固结的。这不同于准铝质紫苏花岗岩相对“干”、“热”的结晶条件,即温度大于800 ℃和熔体水含量小于3 wt%。旧州岩体的紫苏花岗岩在垂向上向上逐渐过渡为成分更酸性的不含斜方辉石的花岗岩。紫苏花岗岩和部分不含斜方辉石的花岗岩具有比由变质沉积岩源岩部分熔融实验产生的熔体更加基性的成分,这表明岩体内矿物组合及全岩成分的变化并非由源区熔融过程导致。紫苏花岗岩中斜长石颗粒在粒径大于3.8毫米时具有向上弯折的晶体粒度分布(CSD)曲线,结合紫苏花岗岩和不含斜方辉石的花岗岩中斜长石和碱性长石的台阶状环带,表明了晶粥中粒间熔体抽离、堆晶矿物部分熔解以及随后滞留粒间熔体的近共结点结晶的过程。紫苏花岗岩具有显著的矿物扩散蠕变变形导致的团状和链状组构以及少量的矿物尺度的位错蠕变变形(如斜长石机械双晶和波状消光),而岩体上部的不含斜方辉石的花岗岩则缺乏这些显微构造特征,表明重力压实驱动的岩浆分异作用向岩体下部逐渐增强。野外观察、岩相学研究以及热力学模拟计算表明,重力压实作用使厚度≥100米的晶粥的滞留粒间熔体分数从上部的>30%变化为下部的～10%。因此,在斜方辉石稳定场内高程度的熔体抽离抑制了斜方辉石与富水、富碱的粒间熔体的反应,从而斜方辉石可以在花岗质岩浆固结时部分保存。旧州岩体在全岩成分、矿物组成以及矿物结构环带等方面的变化,表明了堆晶体在岩浆房内增量生长使岩浆发生增量结晶分异的过程。增量结晶分异可能发生于其他许多带状花岗岩体,从而使花岗岩全岩成分偏离初始熔体的成分。华南出露许多不含斜方辉石的过铝质花岗岩,其锆饱和温度以及K2O/Na2O和Rb/Sr比值等特征与钦州湾地区的含斜方辉石的花岗质岩石类似,可能是由源区沉积岩中云母的脱水诱发部分熔融产生。熔融实验表明,云母脱水部分熔融产生高温和适度贫水的熔体(温度>800 ℃和熔体水含量<4-5 wt%),可结晶出斜方辉石。因此,斜方辉石可能是花岗质岩浆中普遍存在的早期结晶矿物。而地壳中极少出露过铝质紫苏花岗岩,可能的原因是地壳出露的过铝质花岗岩初始熔体高硅(大多数SiO2含量大于70 wt%),因而不能在发生熔体抽离(结晶度大于40 wt%)时保留斜方辉石;即便是相对低硅的岩浆,在岩浆结晶过程中没有发生熔体抽离,斜方辉石也会因与低温、富水和富碱的残余熔体发生反应形成黑云母而不能保存下来。