王丹 郭敬辉 马旭东

1. 中国地质科学院地质研究所，自然资源部深地动力学重点实验室，北京 1000372. 中国科学院地质与地球物理研究所，岩石圈演化国家重点实验室，北京 1000293. 中国科学院大学地球与行星科学学院，北京 1000494. 中国地质科学院矿产资源研究所，自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037

TTG是英文单词Tonalite-Trondhejmite-Granodiorite首字母的缩写，最早由Jahnetal. (1981)提出。TTG又称太古宙灰色片麻岩，是指一套英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩的岩石组合，主要组成矿物为：石英、斜长石、角闪石和黑云母，几乎不含钾长石，副矿物有褐帘石、绿帘石、磷灰石、钛铁矿等。TTG的主要地球化学特征如下：SiO2含量为64%～70%，高Na2O>3%，低K2O/Na2O<0.5，高La/Yb>30，Sr和Ba>500×10-6，低Yb<1.9×10-6，Mg#<40，低Cr和Ni含量，以及明显的Nb-Ta-Ti的负异常(Martinetal., 2005)。在K-Na-Ca离子三角图中，现代陆壳的花岗岩类显示富K的演化趋势，而太古宙TTG岩显示富Na的演化趋势。TTG是太古宙大陆地壳最重要的组成部分，它的成因关系到地球早期地壳的形成及演化(Condie, 2005; Martin, 1986; Smithies, 2000)。相平衡模拟和微量元素模拟计算结果显示，TTG是由含水变质基性岩部分熔融形成，残留相为石榴石角闪岩或者榴辉岩(Foleyetal., 2002, 2003; Moyen and Stevens, 2006; Rappetal., 1991; Weietal., 2017)。关于TTG形成的构造环境，代表性的观点为：(1)形成于俯冲带，来自蚀变洋壳发生高压部分熔融形成(Defant and Drummond, 1990; Foleyetal., 2002; Martin, 1986, 1999)；(2)形成于含水的加厚的镁铁质地壳部分熔融，大部分学者认为其产于地幔柱的垂向构造环境(Bédard, 2006; Condie, 2005; Smithies, 2000)；Nageletal. (2012)对于微量元素模拟计算结果显示，弧性质的拉斑玄武岩在10～14kbar发生部分熔融形成的熔体与TTG成分非常契合，并提出岛弧加厚地壳产生早期TTG；(3)下地壳麻粒岩相部分熔融，来自初始物质为下地壳成分的实验岩石学研究结果表明，下地壳发生部分熔融形成TTG质熔体，最适合的温压条件是800～950℃、10～12.5kbar(对应的地壳深度为30～40km)(Qian and Hermann, 2013)，正常的地壳厚度即可以满足产生TTG的条件，并不一定需要加厚环境。

由于TTG具有明显的Nb-Ta-Ti的负异常，因此，有学者提出TTG的残留相为金红石、磁铁矿或者榍石，这些矿物具有高Ti含量的矿物也是俯冲带Nb和Ta的最主要的储库(Green, 1995; Klemmeetal., 2005; Rappetal., 2003; Schmidtetal., 2004)。Ta在金红石、钛铁矿中的配分系数高于Nb，说明金红石残留，使得对应的熔体具有高Nb/Ta比值。而另一方面，有些学者提出角闪石也是Nb-Ta主要的赋存矿物(Foleyetal., 2002; Tiepoloetal., 2000)。不同成分的角闪石具有不同的Nb-Ta的分配系数。当富Nb-Ta的低镁角闪石作为残留相时，也可以造成对应的熔体具有Nb-Ta的亏损。在TTG形成过程中，不同残留相的存在，可能对应于不同的构造环境。因此，有关TTG的Nb/Ta比值与其成因的联系，对于判断TTG形成的构造环境有重要意义。

Nb和Ta这对孪生地球化学元素，两者具有相似的地球化学性质。球粒陨石的Nb/Ta比值为18～20，亏损地幔的Nb/Ta比值略低为11～16，大陆地壳的Nb/Ta比值更低为8～14(Münkeretal., 2003; Rudnicketal., 2000)。因此……