大洲流纹岩和赣杭构造带东段同时代的长英质岩体(如杨梅湾花岗岩、大桥坞花岗斑岩、铜山花岗岩、大茅山花岗岩、白菊花尖花岗岩)具有相似的地球化学特征，并且如前所述这些岩体都具有A型花岗岩的地球化学特征，如具有高的Zr、Nb含量以及高的Ga/Al比值。但是，这些岩体的一些高场强元素并不完全相似，如轻稀土的富集程度等。其中最引人注意的是大洲流纹岩具有相当高的Zr(以及Hf)含量(图7-8b和图7-11)，变化范围在(1 145～802)×10-6之间，而大桥坞花岗斑岩的Zr含量则相对中等(512×10-6＞Zr＞194×10-6)，其他岩体的Zr含量更低，都小于260×10-6，这些地球化学差异性表明这些A型花岗岩的源区存在差异或者岩浆演化过程存在差异。
图7-11 大洲流纹岩的M［=(Na+K+2×Ca)/(Al×Si)，离子数比］-Zr锆石饱和温度图解
杨梅湾花岗岩和大桥坞花岗斑岩、铜山花岗岩和大茅山花岗岩数据引自Jiang et al，2011，白菊花尖花岗岩(数据引自Wong et al，2009)的数据也投点在图中进行对比
造成大洲流纹岩相对于其他岩体具有高的Zr含量的原因可能有以下3个方面:①源区存在差异;②岩浆形成的机制不同;③岩浆演化过程不同。
源区存在差异的这个解释可以被排除。如前所述，大洲流纹岩的全岩εNd(t)值和锆石εHf(t)值与杨梅湾花岗岩、大桥坞花岗斑岩、铜山花岗岩、大茅山花岗岩相似，并且全岩的Nd同位素和锆石的Hf同位素都具有中元古代的两阶段模式年龄，因此，大洲流纹岩也是由中元古代变质岩部分熔融而形成的。相同原岩的部分熔融不会造成原始岩浆中的Zr存在太大的差异。而关于岩浆形成的机制，由于花岗质岩浆中的Zr(和Hf)主要赋存在锆石中，并且实验研究表明，花岗质岩浆的化学成分的变化会影响岩浆的锆饱和浓度，如岩浆的碱度相对于Si和Al的比值、Zr的浓度、温度等因素(Watson et al，1983)。岩浆的碱度相对于Si和Al的比值对岩浆的锆饱和浓度影响最大，Watson et al(1983)用M值［=(Na+K+2×Ca)/(Al×Si)，离子数］来表示这种影响，并且发现岩浆的M值以及温度会影响锆石的溶解度。然而，在赣杭构造带这些A型酸性岩的M值-Zr的图解中，M值相对于低Zr酸性岩和高Zr酸性岩并没有表现出相关性，高Zr流纹岩相对于其他岩体并没有较高或者较低的M值，表明这些A型酸性岩的M值并不是造成Zr含量差异的原因。因此，造成这些A型酸性岩的Zr含量不同的最有可能的原因是岩浆的形成温度以及这些酸性岩的岩浆演化过程不同造成的。
由于花岗岩浆大多是绝热式上升侵位的，那么岩浆在早期结晶时的温度可以近似地代表岩浆形成时的温度。在这一方面，锆石饱和温度计(Watson et al，1983)能很好地估算岩浆形成时的温度。
Watson et al(1983)提出的锆石饱和温度(TZr)可以用以下公式来表示锆石溶解度、温度和熔体主要元素组成的关系:
ln DZr，zircon/melt={-3.80-［0.85×(M-1)］}+12 900/T
式中:DZr，zircon/melt表示锆石中Zr浓度对于饱和熔体中Zr浓度的比值，T是绝对温度(本书计算出来的温度都已经转化成℃)。
上述方程式表明锆石饱和温度计的基本原理是Zr这一元素在岩浆中的含量与温度存在相关性。Chappell et al(2001，2004)发现，澳大利亚拉克兰地区花岗岩明显可划分为高温和低温花岗岩两类。其中高温花岗岩在早期由于Zr含量较低(未饱和)，表现出随温度增加Zr含量增加的规律;随着岩浆结晶作用的持续进行，Zr含量由于达到过饱和而发生降低。而低温花岗岩含有较多的残留锆石，岩浆一开始结晶时就达到了饱和，因而只表现为结晶过程中Zr含量降低的特点。很显然，前者计算的温度代表了岩浆的最低温度，而后者反映的是最高温度。对于上述这两类不同温度花岗岩的成因，Chappell et al(2001，2004)认为可能与源区物质成分有关系，即高温花岗岩来源于镁铁质源岩，而低温花岗岩的源区可能是长英质的。很显然这种解释难以令人置信，因为目前已有的研究并没有发现花岗岩的岩石类型与温度之间存在明显的相关性。
岩浆岩中的锆石主要有两种形态:一种是单阶段生长形成的直接从岩浆中结晶出来的锆石晶体;另一种是多阶段生长形成的锆石，这种锆石含有继承核。这种锆石继承核一般是来自于深部岩浆源区的锆石未全部溶解，残留在岩浆中，在岩浆阶段继续在残留锆石的边部生长出新的锆石而形成的。因此，酸性岩中锆石继承核的存在表明原始岩浆中是达到锆饱和的，在这种情况下计算出来的锆石饱和温度代表了岩浆形成温度的上限。同理，酸性岩中的锆石缺少锆石继承核表明原始岩浆中未达到锆饱和，在这种情况下计算出来的锆石饱和温度代表了岩浆形成温度的下限。Miller et al(2003)根据锆石饱和温度，提出热和冷花岗岩的概念。其中前者的温度大约在840℃，含源区残留物较少，其形成可能与外来热的加入有关;而后者的温度不超过800℃(平均为766℃)，含源区残留物较多，其形成主要与流体加入有关。
已有的研究工作发现赣杭构造带东段的这些A型酸性岩中的锆石很少含有锆石继承核。事实上A型花岗岩中一般很少含有锆石继承核(Williams，1992)。A型花岗岩的地球化学特征表明花岗岩的原岩中必须含有丰富的锆石、磷灰石、榍石以及磷钇矿，以满足A型花岗岩富集高场强元素和稀土元素的地球化学特征。在熔体中这些副矿物的溶解度取决于岩浆的成分、温度、溶解动力学(solution kinetics)、矿物颗粒的大小等因素(Bea，1996;Watson，1996;King et al，2001)。在部分熔融形成A型岩浆的过程中副矿物一般很容易被溶解掉，因为A型岩浆一般具有比较高的温度(King et al，2001)。例如，澳大利亚拉克兰地区Wangrah A型花岗岩的锆石饱和温度计算结果为897℃，但是这个岩体中的锆石继承核是极少的(King et al，2001)。
锆石饱和温度计算结果表明大洲流纹岩的形成温度在1 000℃左右，大桥坞花岗斑岩的形成温度在850℃左右，其他岩体的形成温度在810℃左右(图7-11)，这些饱和温度代表了岩浆形成温度的下限，同时也表明大洲流纹岩具有异常高的形成温度(＞1 000℃)。
上述讨论表明高的岩浆形成温度对锆石的溶解起着决定性的作用。Miller et al(2003)认为锆石的熔融主要取决于温度，其他因素对锆石的熔融则不是那么重要。深熔的高温的锆不饱和熔体将会继续熔融源区中残留的锆石，因此岩浆中的Zr含量将会继续上升直到岩浆达到Zr饱和或者源区中的锆石都被熔融完。因此，在高温条件下，当源区中的锆石全被熔融时，将会产生一个热的、具有高Zr含量的、无锆石继承核存在的A型花岗岩。因此，具有异常高Zr含量的大洲流纹岩是由于岩浆源区异常高的熔融温度形成的。
除了岩浆的温度之外，岩浆的演化过程也可能会影响岩浆中Zr的含量。如前所述，造成赣杭构造带上早白垩世的这些A型花岗岩的地球化学特征存在一定的差异是因为这些酸性岩发生了不同程度的矿物分离结晶作用。显然，岩浆演化过程中锆石从岩浆中分离出去将导致岩浆的Zr含量大幅度地降低，因此，岩浆的演化过程对岩浆中Zr的含量也起着决定性的作用。大洲流纹岩相比于赣杭构造带东段其他A型花岗岩具有高的Zr含量，也可能是由于岩浆演化过程不同所导致的。
在一个岩浆事件中，如果锆石早结晶，并且岩浆上升侵位的时间跨度很长，那么具有较大比重的锆石就比较容易从岩浆中分离，造成后来结晶形成的花岗岩具有相对较低的Zr含量。相反的，如果岩浆的温度很高，并且上升侵位的时间较短，那么岩浆中的锆石受到高温的影响在岩浆演化早期及中期并没有结晶，导致Zr都保留在熔体中，并且在岩浆演化的晚期(如侵位之后)才结晶出锆石，这种情况下Zr元素就会都保留在花岗岩中。Watson et al(1983，1984)研究表明锆石在高温熔体中是很难结晶的，这种条件下将会导致锆石只能在岩浆演化晚期在基质中结晶出小颗粒的锆石。Piper et al(1999)在研究加拿大新斯科舍Cobequid Highlands的高Zr流纹岩［Zr含量在(943～1 990)×10-6］成因时，并没发现流纹岩中含有锆石这一副矿物，X射线扫描发现Zr存在于基质中，形成了1～4μm的小晶体，并认为是高温抑制了锆石的结晶。
岩相学观察发现大洲流纹岩相比于赣杭构造带东段其他A型花岗岩含有更少的锆石晶体，并且锆石斑晶具有不同的颗粒大小(图7-2b～d)。因此，通过前人的研究工作可以推测出在大洲流纹岩的基质中也可能分布有大量的含Zr矿物。而通过详细的电子探针背散射图像分析(图7-12a～f)，发现大洲流纹岩的基质中确实含有非常细小的1～10μm的锆石小晶体。此外，还在基质中发现了非常细小的含REE的矿物，以及比锆石更细小的小于1μm到5μm之间的斜锆石。由于这些矿物颗粒太小，电子探针化学成分分析无法得出准确的矿物化学组成，因此，利用能谱来大致鉴定矿物的名称。能谱鉴定如图7-13a、b所示。图7-13a表明矿物组成主要是Zr、Si、O，通过对比较大的锆石斑晶的能谱图，可以判断此矿物为锆石，谱图中含有较小的Al的峰可能是受到周围长石的影响。图7-13b表明矿物组成主要是Zr和O，因此判断此矿物为斜锆石，谱图中含有较小的Si和Al的峰可能也是受到周围长石的影响。上述研究表明大洲流纹岩中的Zr主要是在岩浆演化的晚阶段结晶形成锆石和斜锆石，导致初始熔体中的Zr都保留在大洲流纹岩中，因此大洲流纹岩具有高的Zr含量。
而赣杭构造带东段的其他A型花岗岩可能是由于形成的温度较低，在岩浆演化的早期就已经结晶出锆石，导致后来的岩浆演化过程中容易发生锆石的分离结晶，造成这些A型花岗岩相对于大洲流纹岩具有较低的Zr含量。因此，异常高的形成温度以及不同的岩浆演化过程是造成大洲流纹岩具有异常高的Zr含量的主要原因。
已有的高温的具有高Zr含量的酸性岩研究表明这些高温酸性岩的形成所需要的热能和地幔物质有关(Barrie，1995;Piper et al，1999)。大洲流纹岩具有异常高的形成温度也表明区域上存在地幔物质的上涌。前人的研究表明华南晚中生代花岗岩的形成和太平洋板块的俯冲作用有关(Zhou et al，2006;Li et al，2007)。由于太平洋板块的后撤造成的拉张环境会导致软流圈的上涌，并底侵至下地壳，造成下地壳物质部分熔融从而导致赣杭构造带早白垩世这些A型花岗岩的形成(本书前面论述以及Wong et al，2009;Jiang et al，2011)。在华夏内陆(粤北和赣南)以及东南沿海岩浆岩带已经发现有和酸性岩同时代形成的基性岩(Chen et al，2008;Meng et al，2012)。但是在赣杭构造带东段目前还没发现和这些A型花岗岩同时期的镁铁质岩浆岩，而大洲高Zr流纹岩的发现证明了早白垩世该地区确实存在软流圈的上涌。
图7-12 大洲流纹岩的背散射图像
表明大洲流纹岩的基质中含有大量的锆石、斜锆石、钛铁矿以及含稀土元素的矿物微晶。Zrn.锆石;Bdy.斜锆石;llm.钛铁矿;REE.稀土矿物;Kfs.钾长石;Qz.石英
图7-13 大洲流纹岩基质中锆石微晶和斜锆石微晶的能谱分析结果
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