造山带异源浆混花岗岩理论与方法研究

1：5万花岗岩填图方法在区调工作中推广以来,在造山带花岗岩调查实践中,由于造山作用及过程的复杂性,花岗岩浆的多源及多样性,使同源岩浆演化理论及方法遇到了难题。文章在新一轮1：25万造山带试点图幅,在对同源岩浆演化理论及方法的适用性进行探索的同时,提出了异源浆混理论指导造山带内部浆混花岗岩（H型花岗岩）的填图方法。并就异源浆混花岗岩鉴别标志等作了系统总结,提出了浆混组合、浆混单元、浆混体,填图的理论方法体系;给予了浆混花岗岩明确的定义。     

西秦岭温泉花岗岩岩石化学特征及岩浆混合信息

西秦岭温泉岩体是壳幔混浆的产物。寄主岩石以贫CaO富FeOtot为特征 ,ANKC值大于 1 1 ,NK A值均小于 0 9,属铝过饱和钙碱性系列岩石 ,系上地壳碎屑岩类熔融而成。基性端元暗色微细粒镁铁质包体及基性岩墙 ,高Na2 O及K2 O ,而贫FeOtot。两类岩浆混合形成的混浆花岗岩 ,岩石地球化学介于两个端元并有显著的过渡特征和依从关系反映了重要的岩浆混合信息     

东昆仓中段白日其利岩体岩浆混合作用的初步研究

通过对岩体地质特征、暗色包体及Ｎｄ、Ｓｒ同位素资料研究表明：东昆仓中段中三叠世白日其岩体是由壳幔岩浆不均一或不彻底多次混合作用形成的,岩体内部呈出酸性、基性岩浆因混合程度和混合比例不同而形成复杂的岩体结构样式,其基性端元为混合不彻度而残留的辉长质岩石,酸性端元是受轻度混梁的二长花岗岩,岩浆混合作用方式以就是混合为主,岩体形成于碰撞造山期后的构造环境。     

四川南江光雾山H型花岗岩的地质地球化学特征

本文从地质学、岩石学、岩石化学，微量元素丰度等方面讨论了光雾山地区沙河坝超单元的地质地球化学特征，结果表明存在幔源基性岩浆与壳源花岗岩浆间的岩浆混合作用，这些岩体属于Ｈ型花岗岩。岩体中见有暗色微粒包体及熔体反应之残留矿物相，花岗质岩石及其中的暗色微粒包体，其化学成分在某些元素—元素图解和同分母双比值图上的投点均呈直线分布。经计算，沙河坝超单元中基性岩浆混合的比例为：Ｈｓ型花岗岩５．７％～３２．８％，Ｈｍ型花岗岩６８．０％～７３．６％，而暗色微粒包体则为７７．０％～８８．３％。     

东昆仑香加花岗质岩体中镁铁质包体成因:岩相学及地球化学证据

东昆仑造山带以广泛发育富含镁铁质包体的早-中三叠世花岗岩为主要特征,但目前尚缺乏对不同类型镁铁质包体系统的岩相学和矿物学研究.在本文中,我们选择了极具代表性的香加花岗岩体及其中包体为研究对象,从岩相学和矿物化学角度揭示了东昆仑地区壳幔岩浆相互作用的详细过程.研究表明包体发育眼球状石英、韵律环带斜长石和针状磷灰石等不平衡结构和快速结晶现象,指示存在岩浆混合作用,而似辉绿辉长结构包体代表了岩浆混合的基性端元.此外,长石的多阶段生长证明可能存在多次的岩浆混合过程.镁铁质包体相对寄主岩（Mg#值为0.39~0.56,Fe#值为0.44~0.62）具高Mg#和低Fe#特征.包体具有两类角闪石:一类结晶源自早期深部幔源岩浆（TiO₂=2.1%~2.9%,SiO₂=41.75%~44.49%）,另一类则起源于浅部壳幔混合作用（TiO₂=1.0%~1.8%,SiO₂=42.49%~48.10%）.部分黑云母具有高镁特征（MgO=9.78%~11.53%,Mg#=0.462~0.541）,与幔源成因黑云母成分相当.斜长石的韵律环带及化学组成指示其岩浆混合成因.幔源基性岩浆在5×108 bar（约18 km）左右深度结晶并形成高钛角闪石,玄武质岩浆底侵上升,并发生壳幔岩浆混合作用,混合的岩浆上升至2.5×108 bar（约8 km）左右深度结晶形成低钛角闪石.以上证据指示,东昆仑地区在三叠纪时期可能经历了多期次的岩浆混合作用,地幔岩浆的注入在地壳深熔作用和地壳生长过程中扮演了重要角色.广泛的壳幔岩浆相互作用可能是三叠纪时期阿尼玛卿洋板片断离的重要响应.      

滇西北独龙江花岗岩中浆混包体特征

班公湖-东巧-怒江结合带(南段)西侧的独龙江花岗岩可划分为2个序列。早期序列(龙岗不若序列)富含混杂包体和混成包体。前者包括(石英)辉长苏长岩、辉长岩及辉长辉绿(玢)岩;后者由闪长岩、石英闪长玢岩、安山岩、安山玄武岩组成。从地球化学特征看,这些岩石由同源岩浆分异,并与生成寄主岩石的酸性岩浆混合而成。地球化学图解判别,浆混包体属钙碱性玄武岩系列,形成于岛弧环境,与寄主岩石———龙岗不若序列的生成环境一致。该类包体的存在,进一步证明了独龙江花岗岩早期序列(龙岗不若序列)由壳幔混源岩浆形成。     

东昆仑造山带三叠纪岩浆混合成因花岗岩的岩浆底侵作用机制

东昆仑造山带广泛出露三叠纪岩浆混合成因花岗岩，它们具有共同的特征：岩体成分变化大；花岗岩类岩石中富含镁铁质微粒包体（mafic microgranular enclave--MME）；不同岩性之间常常呈渐变过渡关系。同时，这些岩体无一例外都和代表下地壳的深变质岩共生，暗示岩浆就位于地壳深部。此外，东昆仑地区广泛发育基性侵入体，它们产在深变质岩中，或者与岩浆混合成因花岗岩类共生，暗示下地壳物质的部分熔融和岩浆混合成因花岗岩的形成有可能与基性岩浆底侵作用有关。笔者选择东昆仑加鲁河这一典型的岩浆混合成因花岗岩体为例，对其岩石学、地球化学、同位素地球化学等特征进行了详细研究，认为幔源岩浆底侵作用是这类岩体形成的直接原因，并对幔源岩浆底侵作用和岩浆混合成因花岗岩之间的成因联系以及幔源岩浆底侵作用在东昆仑造山带三叠纪地壳生长和构造演化中所起的重要作用进行了讨论，构建了加厚陆壳背景下的断离-底侵-混合-拆沉作用模型。     

东昆仑东段三叠纪岩浆混合作用:以香加南山花岗岩基为例

香加南山花岗岩基位于东昆仑造山带东段,岩基主要岩石类型为花岗闪长岩。千瓦大桥-加鲁河一带花岗岩体为香加南山岩基的重要组成部分。香加南山花岗岩基含大量暗色微粒包体,包体中捕掳晶丰富。千瓦大桥-加鲁河一带花岗岩体寄主岩中斜长石和暗色微粒包体中捕掳晶斜长石具正常环带,An值震荡变化,角闪石和黑云母Mg O含量和Mg#值较低,具壳源特征;暗色微粒包体中基质斜长石具核边结构,核部和边部An值存在间断,角闪石和黑云母Mg O含量和Mg#值较高,具幔源特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示千瓦大桥花岗闪长岩、暗色微粒包体和加鲁河辉长岩的结晶年龄分别为251.0±1.9Ma、252.8±3.0Ma和221.4±3.3Ma。千瓦大桥花岗闪长岩和加鲁河花岗闪长岩富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),具较低的Mg#和Nb/Ta比值;从千瓦大桥到加鲁河花岗闪长岩呈现出由准铝质中钾钙碱性系列向准铝-弱过铝质中钾-高钾钙碱性系列演化;暗色微粒包体和加鲁河辉长岩轻重稀土元素分异程度相对较低,具较高的Mg#和Nb/Ta比值。千瓦大桥花岗闪长岩和加鲁河花岗闪长岩分别为古特提斯演化俯冲阶段和后碰撞阶段幔源岩浆底侵新生地壳使其部分熔融产物。镁铁质岩浆注入长英质岩浆的混合作用形成了暗色微粒包体。岩浆混合过程中,如果岩浆不完全混合,混合岩浆中混入物质除了长英质岩浆的残留岩浆和捕掳晶,还应该有镁铁质岩浆与长英质岩浆之间的元素梯度差导致的物质扩散;如果岩浆为近完全混合,混合岩浆近似为镁铁质岩浆和长英质岩浆以一定比例二元混合。东昆仑东段晚古生代-早中生代幔源岩浆对花岗质岩浆的影响是一个持续的过程,从俯冲阶段早期流体交代地幔熔融,到俯冲阶段后期板片断离,然后同碰撞阶段板片断离的持续影响,再到后碰撞阶段加厚地壳的拆沉作用,由于地球动力学体制不同,导致幔源岩浆影响的大小和特征不同。     

同源花岗岩谱系填图——内蒙古二连宝德尔石林花岗岩填图试点

单元-超单元花岗岩谱系填图方法是以同源岩浆演化理论为指导思想建立发展的。该方法从20世纪80年代开始在中国推广和应用,然而,随着岩浆岩理论的不断发展及填图实践过程中遇到的问题,填图方法回归到早期的"岩性+时代"方法。在新的形势下,如何开展好新一轮的花岗岩填图工作,谱系填图是否仍具有适用性值得分析探讨。以中蒙边境地区出露的宝德尔石林花岗岩体填图试点成果为例,阐述岩浆岩填图试点方法的可行性。填图结果显示,该岩体为复式杂岩体,发育约160Ma和140~124Ma两期二长花岗岩,这两期二长花岗岩时代和岩石结构存在差别,野外的主要区别在于粒度。它们处于同一个区域性伸展背景,属于同源岩浆演化的产物。依据谱系划分方案,可以划分为晚侏罗世和早白垩世2个序列及5个单元,且可以进行区域对比。因此,基于岩浆演化规律,以解体岩体和进行岩石类型归并为精髓的谱系填图对于同源花岗岩仍是适用和必须的,但不可扩大化。     

侵入岩填图方法体系及专题研究

中国侵入岩填图经历了不同发展阶段。目前,需要探索中大比例尺(1∶5万~1∶2.5万)填图方法。依据以往的填图实践经验,特别是同源花岗岩、异源花岗岩、中基性岩、超基性岩试点填图,提出侵入岩填图方法体系。无论何种成因,侵入岩填图应该建立不同级别的等级体制填图单位,即侵入体-单元-序列(或岩套)-超序列(或超岩套)-超序列组合(或超岩套组合),分别对应岩体-岩基-岩带-巨型岩带。同源花岗岩岩浆,可以按照以往的谱系单位填图,其侵入体-单元-序列-超序列应该是同一个岩浆旋回演化的产物。岩浆混合花岗岩,可以按照混合程度划分单元,归并序列。中基性-超基性侵入岩,也可以参考上述谱系单位和混合单位填图。侵入岩不同级别等级体制单位的建立有利于深入认识岩浆系统及其制约因素。此外,花岗岩等侵入岩蕴含了丰富的地球动力学信息,有必要开展深入的专题研究。     

Field evidence,mineral chemical and geochemical constraints on mafic-felsic magma interactions in a vertically zoned magma chamber from the Chotanagpur Granite Gneiss Complex of Eastern India

The Nimchak granite pluton (NGP) of Chotanagpur Granite Gneiss Complex (CGGC), Eastern India, provides ample evidence of magma interaction in a plutonic regime for the first time in this part of the Indian shield. A number of outcrop level magmatic structures reported from many mafic-felsic mixing and mingling zones worldwide, such as synplutonic dykes, mafic magmatic enclaves and hybrid rocks extensively occur in our study domain. From field observations it appears that the Nimchak pluton was a vertically zoned magma chamber that was intruded by a number of mafic dykes during the whole crystallization history of the magma chamber leading to magma mixing and mingling scenario. The lower part of the pluton is occupied by coarse-grained granodiorite (64.84–66.61?wt.% SiO₂), while the upper part is occupied by fine-grained granite (69.80–70.57?wt.% SiO₂). Field relationships along with textural and geochemical signatures of the pluton suggest that it is a well-exposed felsic magma chamber that was zoned due to fractional crystallization. The intruding mafic magma interacted differently with the upper and lower granitoids. The lower granodiorite is characterized by mafic feeder dykes and larger mafic magmatic enclaves, whereas the enclaves occurring in the upper granite are comparatively smaller and the feeder dykes could not be traced here, except two late-stage mafic dykes. The mafic enclaves occurring in the upper granite show higher degrees of hybridization with respect to those occurring in the lower granite. Furthermore, enclaves are widely distributed in the upper granite, whereas enclaves in the lower granite occur adjacent to the main feeder dykes.Geochemical signatures confirm that the intermediate rocks occurring in the Nimchak pluton are mixing products formed due to the mixing of mafic and felsic magmas. A number of important physical properties of magmas like temperature, viscosity, glass transition temperature and fragility have been used in magma mixing models to evaluate the process of magma mixing. A geodynamic model of pluton construction and evolution is presented that shows episodic replenishments of mafic magma into the crystallizing felsic magma chamber from below. Data are consistent with a model whereby mafic magma ponded at the crust-mantle boundary and melted the overlying crust to form felsic (granitic) magma. The mafic magma episodically rose, injected and interacted with an overlying felsic magma chamber that was undergoing fractional crystallization forming hybrid intermediate rocks. The intrusion of mafic magma continued after complete solidification of the magma chamber as indicated by the presence of two late-stage mafic dykes.     

东昆仑东段香加南山花岗岩基中加鲁河中基性岩体形成时代、成因及其地质意义

东昆仑东段香加南山花岗岩基中加鲁河中基性岩体主要岩石类型包括角闪辉长岩和石英闪长岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示加鲁河中基性岩体的结晶年龄为220 Ma。岩体SiO_2含量较低,为47.91%~58.92%,Al_2O_3含量为15.54%~18.35%,Na2O为1.70%~3.34%,K_2O为0.58%~1.92%,Na_2O/K_2O比值为1.34~2.93,平均1.92,MgO含量为3.69%~8.24%,Mg~#为46~61,铝饱和指数A/CNK介于0.70~0.90之间,主体属于准铝质中钾钙碱性系列。岩体富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,具明显的Eu负异常(δEu=0.40~0.59);微量元素富集Rb、Th、Ba等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE)。岩石学和地球化学研究显示岩体在地壳深部和浅部经历了两次岩浆混合作用。在深部,幔源岩浆底侵作用使下地壳部分熔融形成长英质岩浆,两种岩浆不同比例混合,经过化学扩散均一化,从而具有相似的同位素特征和岩石地球化学特征。在地壳浅部,经深部混合的岩浆注入花岗质岩浆,岩浆边部同花岗岩完全混合形成加鲁河岩体中石英闪长岩,不完全混合则形成暗色微粒包体。对加鲁河中基性岩体研究表明,东昆仑东段在晚三叠世处于古特提斯演化的后碰撞阶段,在这一时期存在岩浆底侵事件。     

新疆西准噶尔夏尔莆岩体岩浆混合的岩相学证据

夏尔莆岩体由寄主岩石、微粒镁铁质包体和中基性岩墙群组成,具丰富、典型的岩浆混合岩相学特征.野外露头,寄主岩石中暗色矿物分布不均并发育暗色矿物集合体、微小的镁铁质包体和不均匀混合条带;包体具有明显的塑性变形,与寄主岩石或界线截然或渐变过渡,常发育反向脉和寄主岩石中的长石巨晶(捕虏晶);中基性岩墙群与微粒镁铁质包体紧密共生并延伸方向基本一致,发育寄主岩石中的长石捕虏晶,被寄主岩的反向脉横切.在镜下,包体与寄主岩混合带中均发育斜长石异常环带和多种不平衡矿物共生现象,包体中发育针状磷灰石.这些特征表明镁铁质包体和中基性岩墙群来源于与寄主岩石同一岩浆事件的基性岩浆,并与其发生了强烈的岩浆混合作用.岩相学特征为夏尔莆岩体岩浆混合成因提供了重要佐证.     

冈底斯岩基中包体的初步研究

本文综合国内外研究成果对花岗岩中岩石包体进行成因归类,指出对其研究的理论和实际意义。以岩相学为基础,讨论冈底斯岩基中镁铁质包体的类型及形成机理,揭示冈底斯各单元岩浆作用初期的演化过程。     

黑龙江省张广才岭南部早侏罗世花岗岩暗色微粒包体成因研究

黑龙江省张广才岭南部早侏罗世花岗岩具有明显的岩浆混合特征。岩体中暗色微粒包体发育,主要为细粒闪长质岩浆包体,包体形态多样,与寄主岩呈截然、过渡关系。包体的矿物组合明显不平衡,如矿物具有定向排列的特点,斜长石发育自形环带并存在新、老两个世代,发育针状磷灰石。由电子探针对斜长石、角闪石和黑云母等矿物分析结果可知,寄主花岗岩和包体中各主要矿物含量基本一致。岩石地球化学特征研究显示,包体与寄主花岗岩关系密切,两者在稀土元素和微量元素方面也表现为明显的地球化学亲缘关系。这表明张广才岭南部早侏罗世花岗质岩石具有壳幔混合成因特征,暗色微粒包体是由较基性的地幔岩浆进入寄主岩浆中淬火结晶而成,花岗质岩浆的源区主要为新生的地壳物质。     

岩浆混合作用与火成岩多样性的耦合关系:以东昆仑造山带白日其利长英质岩体为例

壳-幔岩浆相互作用如何影响长英质火成岩的岩石学多样性是当前岩石学研究的焦点问题之一.以岩石类型丰富的东昆仑白日其利长英质岩体和暗色微粒包体为研究对象,开展系统的锆石U-Pb年代学、矿物学、全岩元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究,探讨和解析这一重要科学问题.LA-ICPMS锆石U-Pb年代学研究表明,暗色微粒包体（247.8±2.0 Ma）与二长花岗岩（247.5±1.4 Ma）、花岗闪长岩（248.8±2.1 Ma）和石英闪长岩（248.8±1.5 Ma）均侵位结晶于早三叠世.岩相学和矿物学研究表明,白日其利长英质岩石与包体的成因机制与壳-幔岩浆的机械或化学混合作用密切相关.元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成研究揭示,幔源镁铁质岩浆端元起源于受俯冲板片流体交代的富集地幔熔融,而壳源长英质岩浆端元则起源于东昆仑古老的变质杂砂岩基底.岩石成因分析揭示,幔源镁铁质岩浆侵入长英质晶粥岩浆房,促使长英质晶粥发生活化,随后壳-幔岩浆端元以不同比例和不同方式发生机械和化学混合等相互作用,从而形成镁铁质岩墙、包体、石英闪长岩和花岗闪长岩等多种岩石类型.晶粥状态下壳-幔岩浆相互作用是控制东昆仑长英质火成岩多样性和大陆地壳生长演化的重要方式.      

太行山中生代岩浆作用过程中的壳幔岩浆混合作用:岩石学和地球化学证据

太行山中生代岩浆岩的主体———石英二长岩中常见闪长质包体。无论包体还是寄主岩石中均可见斜长石具有成分和结构的不平衡现象,即斜长石具有富钙的核(An=57~65)和富钠的幔部(An=20~35),而且两者变化截然。这是壳幔岩浆发生混合作用的记录:核部代表基性岩浆中早期结晶的斜长石(或代表花岗岩中斜长石由于高温基性岩浆的注入而发生部分熔融形成的残留核?),而幔部代表从混浆中结晶的斜长石。与此类似,角闪石也发育成分环带,其核部为相对富Al和Ti的黄褐色的韭闪石,而边部为贫Al和Ti的绿色调的浅闪石。韭闪石形成于较高的温度,浅闪石形成于较低的温度,也反映了壳幔岩浆混合的过程。壳幔岩浆混合模式同样得到地球化学数据的支持,太行山中生代岩浆岩的高K2O和MgO、高分异稀土模式(和Eu异常不明显)、高Sr-Ba和富集的Sr-Nd同位素特征等均与来自富集地幔的基性岩浆的混合有关。