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高钛玄武岩广泛分布于大火成岩省之中，因其与同时代的赋存钒钛磁铁矿的镁铁-超镁铁质层状岩体具有密切的成因关系，通常被认为是大火成岩省中镁铁-超镁铁质层状岩体的母岩浆。我国西南攀西地区广泛发育与峨眉山大火成岩省相关的层状岩体，其中以攀枝花，红格，白马等赋存有巨量钒钛磁铁矿的岩体为代表，均被认为是由峨眉山高钛玄武岩结晶演化而来。
虽然不同的层状岩体都赋存钒钛磁铁矿，但是在矿体产出位置、矿石组成特征等方面上却显示出明显区别。从岩体整体的岩相来看，它们的矿物结晶顺序，矿物共生组合以及岩性组合也有显著差别。前人研究表明，攀西地区层状岩体具有相似的高钛玄武岩母岩浆成分，所以出现上述差异的原因应该含矿层状岩体形成时明显的物理化学条件的差异。因此，查明高钛玄武岩在地壳条件下的结晶演化过程对于了解攀西地区层状岩体的成岩成矿过程具有重要的理论意义和社会经济价值。针对这一科学问题，德国汉诺威大学王大川博士与中国地质大学（北京）侯通教授合作，选取了峨眉山大火成岩省中代表性的高钛玄武岩成分，利用内加热压力反应釜（Internally Heated Pressure Vessel），开展了一系列不同温度、压力、氧逸度以及水含量的相平衡实验研究。取得的主要创新性认识如下：（1）明确了不同物理化学参数对高钛玄武岩矿物结晶以及演化过程的控制。氧化物的结晶主要受氧逸度的控制，即高氧逸度条件下主要结晶磁铁矿和赤铁矿组合，低氧逸度条件下主要结晶尖晶石和钛铁矿组合。熔体中的水含量升高会明显抑制硅酸盐矿物（特别是橄榄石）的结晶。压力升高有利于单斜辉石，斜方辉石以及角闪石的结晶（图1）。![]()
图1 峨眉山高钛玄武岩在不同温度，压力，熔体水含量条件下的平衡相图
（2）实验生成的矿物成分与攀枝花和红格层状岩体中天然样品的主要矿物成分基本一致，但是与热力学模拟软件（例如MELTS和COMGAMAT）的计算结果差异较大（图2）。这再次说明了针对性实验研究工作的必要性。![]()
图2 实验橄榄石成分与攀枝花和红格层状岩体中天然橄榄石成分对比以及与MELTS和COMAGMAT热力学软件模拟结果对比
（3）实验结果与攀枝花和红格岩体矿物共生组合和化学成分的对比，约束出：攀枝花层状岩体形成时的岩浆房状态为深度3-6km，温度1125-1100℃，氧逸度FMQ+1到FMQ+2，岩浆水含量0.5-1wt.%；红格层状岩体形成时的状态为深度6-9km，温度1150℃，氧逸度FMQ-1到FMQ，岩浆水含量1.5-2wt.%（图3）。不同的岩浆房状态导致了其结晶产物——层状岩体呈现出不同的成岩成矿特征。![]()
图3 攀枝花和红格层状岩体天然样品矿物组合与实验结果对比
该项研究发表于国际地学期刊《Journal of Petrology》上，王大川博士为第一作者，侯通教授为本文的通讯作者。该研究受到了国家自然科学基金（41761134086;
41922912; 42102048）和德国自然科学基金的资助（DFG,
HO1337/39-1）的联合资助。论文信息：Dachuan Wang（王大川）, Tong Hou（侯通）, Roman Botcharnikov, Sarah Haselbach, Florian Pohl, Renat R Almeev, Andreas
Klügel, Meng Wang（王萌）,
Jingyi Qin（秦婧怡）, Zhaochong Zhang（张招崇）, Francois Holtz. Experimental Constraints on the
Storage Conditions and Differentiation of High-Ti Basalts from the Panzhihua
and Hongge Layered Intrusions, SW China. Journal of Petrology. Volume 65, Issue
7, egae078.
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