西准噶尔夏尔莆岩体岩浆混合的地球化学证据

夏尔莆岩体是西准噶尔地区典型的岩浆混合花岗岩体之一,由寄主岩石、微细粒镁铁质包体、中基性岩墙群3部分组成。元素地球化学成分的双扩散和相关度是判别岩浆化学混合的最有效手段之一。寄主岩石和中基性岩墙群的地球化学特征差异明显,具不同的演化特征。微细粒镁铁质包体与寄主岩石之间存在强烈的元素双扩散作用,与中基性岩墙又存在亲缘性,地球化学特征具两者之间的过渡性。初步认为夏尔莆岩体是以寄主岩石为代表的地壳岩浆和以微细粒镁铁质包体和中基性岩墙代表的地幔岩浆之间混合的产物。地球化学显示的岩浆混合信息印证了岩相学揭示的岩浆混合成因,为解决该岩体久存的成因分歧从地球化学角度提供了重要依据。     

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.     

新疆西准噶尔夏尔莆岩体中微粒镁铁质包体特征及意义

夏尔莆岩体寄主岩石为闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩组合,其中镁铁质微粒包体十分发育.包体个体大小悬殊.多密集成群、成带状分布,具明显塑性变形特征.包体与寄主岩石或界线截然或渐变过渡.包体中发育斜长石异常环带、针状磷灰石和来自寄主岩石中的长石捕虏晶,包体中不平衡矿物间的共生现象普遍.岩相学特征表明为基性岩浆和酸性岩浆经岩浆混合作用而成.这一新认识为探讨夏尔莆岩体及达尔布特花岗岩带成因提供新佐证.     

西秦岭教场坝岩体岩浆混合成因的新认识

教场坝岩体是一岩浆多次脉动形成的复式深成岩体,由3个单元组成,它是岩浆混合作用形成的混合花岗岩,在混染较强的花岗闪长岩中分布有大量的镁铁质包体.寄主岩化学成份贫SiO2,富FeO* Mgo,铝饱和度(A/CNK)＞1.0,岩石为过铝质类型,KzO/Na2O＞1.0;镁铁质包体(MME)富SiO2,贫FeO* MgO,铝饱和度(A/CNK)＜1.0,K2O/Na2O＜1.0,二者均为钙碱性系列,两者间有明显的物质交换.包体与寄主岩石微量元素均富集大离子亲石元素Ba,Sr,Rb,Sm,Be及高场强元素Nb,Th等,亲铁元素Co,Cr,Ni也相对富集,但二者演化规律不同;稀土元素总量寄主岩相对较低(REE=254.78×10-6),稀土配分模式发育明显的铕负异常,δEu值较低(平均0.48);镁铁质包体稀土总量相时较高(REE=298.75×10-6),配分模式发育极微弱的铕负异常,δEu值较高(平均0.78).研究表明:镁铁质包体具幔源型花岗岩类特征,而寄主岩石二长花岗岩具壳源型花岗岩特征,包体与寄主岩石具不同的岩浆来源.氧同素显示镁铁质包体中有大量地壳物质的加入,教场坝岩体的形成与岩浆混合作用有关,是酸性岩浆与基性岩浆混合的产物.     

西准噶尔夏尔莆岩体岩浆混合的锆石U-Pb年代学证据

尽管岩相学标志是识别岩浆混合的最直接、最重要的证据,但其寄主岩石、幔源包体及基性岩墙群的精确同位素定年则是对岩浆混合证据的重要补充。夏尔莆岩体由寄主岩石、微细粒镁铁质包体和中基性岩墙群组成,高精度LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明三者的年龄分别为297.6±2.5Ma、298.2±8.0Ma、298.9±5.0Ma,在误差范围内一致,说明三者是同一岩浆事件的产物,为夏尔莆岩体岩浆混合成因提供了年代学证据。夏尔莆岩体的岩浆混合成因的确立证实了早二叠世西准噶尔地壳深部发生过强烈的壳幔岩浆混合作用,并导致了该地区一次重要的地壳垂向生长事件,而岩体中大量的微细粒镁铁质包体和中基性墙群正是这次生长事件的物质记录者。     

河北寿王坟花岗闪长岩中暗色微粒岩石包体的成因

暗色微粒岩石包体可以提供花岗岩浆的起源和演化、壳—幔物质及能量交换、岩浆混合等重要信息。河北兴隆寿王坟闪长质暗色微粒岩石包体及其寄主花岗闪长岩的岩石学、岩石地球化学特征显示了岩浆的混合成因,并具有以下特征:(1)在基性岩浆中丰度大于酸性岩浆中的不相容元素在与SiO2的相关图中呈一向上凸的弧形型式;(2)在基性岩浆中丰度小于酸性岩浆中的不相容元素在与SiO2的相关图中呈正相关的线性趋势;(3)相容元素在与SiO2的相关图中呈一负相关的线性趋势;(4)在w(La) w(La)/w(Sm)图上微粒包体与其寄主花岗闪长岩为一下凹的型式。基性岩浆与酸性岩浆的两端元岩浆的简单混合模型不能解释以上特征,可以用三阶段混合模型来解释,即第一阶段为基性岩浆注入酸性岩浆中,第二阶段为基性岩浆演化并分离结晶形成微粒包体,第三阶段为演化了的基性岩浆与酸性岩浆混合,形成寄主花岗闪长岩。     

云南马厂箐岩体中深源包体特征及其锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄

马厂箐岩体属于滇西富碱侵入岩的重要组成部分,在马厂箐岩体中发现了镁铁质暗色深源包体,这对于研究滇西富碱侵入岩带的起源、演化、成岩成矿作用以及区域地球动力学机制具有重要意义。本文基于对深源包体地质特征研究,通过开展LA-ICPMSU-Pb锆石定年,得到花岗斑岩中镁铁质深源包体锆石U-Pb加权平均年龄为35.13±0.23Ma(MSWD=0.64),与其寄主岩花岗斑岩年龄(35.0±0.2Ma)和(似)斑状花岗岩年龄(33.78±0.21Ma)较为一致,结合深源包体及其寄主岩锆石的Th/U比值及Ti温度计特征,证明了包体的岩浆混合成因。分析认为:马厂箐富碱侵入岩体为壳源岩浆与幔源岩浆混合作用的产物;包体与其寄主岩具有相同或相似的岩浆演化过程;35Ma左右存在幔源岩浆的底侵注入,幔源岩浆的注入混合可能是这套岩浆成矿的关键。     

中天山阿拉塔格环状杂岩体中闪长质包体地球化学与岩浆混合作用

环状杂岩体的岩相分带有多种成因模式。为了查明新疆阿拉塔格环状岩体的成因,本文特就其中暗色包体的成因及其岩浆演化进行探讨。包体分布极不均匀,在酸性岩单元的东南角集中发育,大部分呈浑圆状或次圆状,微细粒结构,部分包体中含有寄主岩石中的长石斑晶。通过对暗色包体主量、微量元素、Sr-Nd同位素及单颗粒锆石U-Pb年龄测试,认为该环状岩体中的暗色包体主要为闪长质-花岗闪长质岩浆包体,包体SiO_2(56.72%~61.80%)低,K_2O+Na_2O(8.12%~10.55%)高,具有高钾富碱的特征,属于高钾钙碱性岩石系列;里特曼指数(σ)为4.59~4.85,稀土元素富集。包体及寄主岩的主量和微量元素协变图呈不同程度的线性关系,而且两者稀土、微量元素曲线形态相近,显示出包体和寄主岩在地球化学特征上既有相似性,又有不同的特点。这种特征表明,环状花岗岩岩浆的形成至少与两种岩桨的混合有关。包体的(~(87)Sr/~(86)Sr)t较低(0.705204~0.705914)、ε_(Nd)(t)=1.65~2.57,全部为正值,揭示包体的原始岩浆为幔源玄武质岩浆。包体和寄主岩石的关系显示岩浆的混合方式为基性岩浆注入到已经开始结晶的酸性岩浆。本研究为环状杂岩体的多种成因过程提供了重要依据,认为其中的环状花岗岩单元为壳源酸性岩浆与幔源基性岩浆混合作用的产物。包体和寄主岩石的特征均反映在晚古生代中天山造山带发生过一定程度的后碰撞地壳垂向生长。     

小兴安岭东南金山屯一带晚三叠世二长花岗岩成因及其地质意义

在小兴安岭东南端金山屯一带,广泛发育近南北向展布的晚三叠世似斑状二长花岗岩岩石组合,岩石中普遍见有暗色微细粒闪长质包体和中-基性脉岩群。对岩体及其包体、中-基性脉岩的宏观、微观特征和地球化学特征的研究表明,包体形态多呈浑圆的外形,显示出明显的塑性流变特点,具典型的岩浆结构包体中见针状磷灰石和含寄主岩钾长石、石英巨晶,具有明显的岩浆混合成因的包体特征;岩体的中-基性脉岩（群）形态多样,与花岗岩的界面或呈小波浪状或呈平直状,并见寄主岩长石斑晶,表现出壳幔混合作用形成的同深成岩墙群特征。该区晚三叠世二长花岗岩具显著的岩浆混合成因特征,其形成可能与碰撞后伸展动力学机制下的基性岩浆底侵作用有关。     

新疆克拉玛依岩体的岩浆混合作用成因：岩石地球化学证据

新疆西准噶尔地区克拉玛依花岗质岩体中发育大量闪长质微粒包体,并形成有岩浆混合成因的岩浆混合岩——石英闪长岩。包体成分主要为闪长质,显微镜下具有岩浆岩结构,岩浆混合特征十分明显,如:针状磷灰石,角闪石包裹辉石残晶,长石斑晶的溶蚀环带等特征。岩体中寄主岩石、岩浆混合岩、闪长质微粒包体、闪长玢岩脉分别代表岩浆混合演化过程中两端元岩浆按不同比例混合的产物。在岩石地球化学方面,包体与寄主岩石的主要氧化物之间具有良好的线性关系,寄主岩石和包体的稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图形态相似;各种地球化学元素参数特征显示,寄主岩石与包体在岩石形成过程中发生过成分交换及均一化。特征元素比值及同位素等特征表明,闪长质包体的端元岩浆可能为幔源基性岩浆,寄主岩石的端元岩浆可能是以壳源为主的酸性岩浆。岩石地球化学特征进一步佐证了该区岩浆混合作用的存在,同时也暗示岩浆混合作用可能是新疆北部后碰撞过程中重要的岩浆活动形式。     

班公湖-怒江缝合带西段阿翁错复式岩体的岩浆混合成因:地球化学、年代学和暗色微粒包体证据

阿翁错复式岩体位于班公湖-怒江缝合带西段,是班公湖-怒江特提斯洋俯冲消减,造山过程中岩浆响应的重要组成部分,以广泛发育暗色微粒包体和岩浆混合、不协调现象为特征。本文以阿翁错复式岩体为研究对象,对寄主岩和暗色微粒包体开展了系统的地质学、地球化学和锆石U-Pb年代学研究,探讨了阿翁错复式岩体的岩浆混合成因。暗色微粒包体塑性变形特征明显,与寄主岩呈截然或渐变接触,偶见反向脉发育,包体具细-中粗粒结构,含斜长石、钾长石、角闪石、暗色镶边石英等斑晶,偶见角闪石斑晶横跨包体和寄主岩,在包体及包体周围寄主岩中见长柱状斜长石、角闪石和针状磷灰石等结构特征,表明暗色微粒包体为岩浆混合作用的产物。寄主岩与包体均为准铝质、钙碱性-高钾钙碱性系列岩石,主要氧化物含量在Harker图解上具有良好的线性关系,稀土元素配分曲线图和微量元素蛛网图具有高度一致性,表明二者具有强烈的地球化学亲源关系,且经历了相似的岩浆演化过程。寄主岩和暗色微粒包体的成岩年龄分别为109. 1±1. 0Ma和107. 4±0. 7Ma,岩浆混合作用发生在早白垩世晚期,处于班公湖-怒江特提斯洋由弧-陆碰撞向陆陆碰撞的转换阶段即软碰撞阶段。研究表明,在班公湖-怒江特提斯洋向北向羌塘地块之下俯冲的背景下,洋壳脱水,引起上覆地幔楔发生部分熔融,形成镁铁质岩浆,镁铁质岩浆向上运移,并底侵于壳-幔边界,引发下地壳物质发生部分熔融,形成长英质岩浆,当镁铁质岩浆从底部注入长英质岩浆房时,镁铁质岩浆快速冷凝,形成部分色率高、粒度细,具冷凝边的包体,与寄主岩呈截然型接触,随着端元岩浆之间的温差逐渐降低,包体色率降低,粒度变大,与寄主岩呈渐变过渡。     

Hybridisation of mafic microgranular enclaves in the Lavras Granite Complex,southern Brazil

Twenty-five mafic microgranular enclaves of the Lavras Granite Complex in southern Brazil were studied petrographically and geochemically to establish their origin and to investigate the processes involved in their differentiation. Mesoscopic and microscopic textures indicate that they are products of magma mingling between a basic end member of probable mildly alkaline affinity and host shoshonitic and alkaline granitic rocks. The hybridisation process involved at least the following mechanisms: (i) chemical diffusion of volatiles and very mobile elements such as K to the less polymerised liquids, leading to the crystallisation of hydrated mafic minerals; (ii) chemical diffusion of Ti and P to the less polymerised liquids, leading to titanite and apatite crystallisation; (iii) mechanical accretion in the basic magma of early crystallised host granite phases that promoted enrichment of their major constituents and of trace elements with high partition coefficients in these phases; (iv) chemical diffusion of elements such as Rb, Nb, Y, and Yb with high Kd in the major enclave phases, from host magma into the basic enclaves. These processes occurred simultaneously, probably before the dispersion of basic batch magma forming the mafic microgranular enclaves, and caused hybridisation and complex geochemical patterns. The patterns are very different from the linear trends predicted for near-equilibrium systems such as those of magma mixing or fractional crystallisation.     

Fingerprinting feldspar phenocrysts using crystal isotopic composition stratigraphy: implications for crystal transfer and magma mingling in S-type granites

 Microsampling of cm-scale feldspar crystals within an S-type granite from the Lachlan Fold Belt of southeastern Australia has revealed complex internal Sr and Nd isotopic variations. The observed isotopic zonations are in part interpreted as recording feldspar crystallisation in a dynamically mixing magma system, the isotopic composition of which was varying in response to the influx of more mafic and isotopically more mantle-like magmas, the latter stages of which are now represented in modified form by microgranular enclaves. Similar core to rim isotopic variations in feldspar megacrysts from a microgranular enclave and the adjacent host granite strongly suggest megacrysts in the enclave were transferred from the granitic magma during crystallisation. Feldspar rims have higher ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i and lower ɛ_Nd(i) than adjacent whole rock analyses, but match those of mineral separates from the surrounding enclave matrix. This suggests that the final stages of megacryst growth occurred in the presence of a component that had previously interacted with a high ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, low ɛ_Nd(i) component such as metasedimentary wall rocks. Isotopic heterogeneities are also presererved within different mineral phases in the enclave matrix, suggesting that differing phases grew at differing stages of equilibration between the enclave magma and its host granitic magma. Our results reveal major isotopic heterogeneities on a single crystal and also inter-mineral scale in a pluton which shows well constrained evidence for magma mingling. These results indicate the suitability of feldspars as recorders of isotopic change in magmatic systems, even those which have cooled slowly in the plutonic environment and suggest that much heterogeneity in plutonic systems may be overlooked on a whole rock scale. Received: 28 September 1998 / Accepted: 29 December 1999     

浙江雁荡山火山-侵入杂岩的岩浆混合作用——暗色包体中长石环带的证据

浙江雁荡山是中国东南部燕山晚期巨型火山-侵入杂岩带的重要组成部分。对其中央侵入相石英正长斑岩的暗色微粒包体中的斑晶和基质斜长石进行了详细的内部结构和成分分析,揭示了斜长石复杂环带的成因和相关的岩浆作用过程。斑晶斜长石由熔蚀的核部和表面干净的幔部组成,边部包裹有钾长石膜。核部斜长石呈浑圆状或港湾状,内部发育筛状结构,An成分显著低于幔部斜长石,代表来自酸性岩浆房中早期结晶的斜长石捕掳晶。同时,幔部斜长石与自形、表面干净的基质斜长石具有类似的An含量,且两者均含有针状磷灰石的包裹体,应结晶自与暗色微粒包体相应的基性岩浆。长石的复杂结构记录了雁荡山火山-侵入杂岩形成过程中的岩浆混合作用和岩浆演化过程。岩浆混合之后的火山喷发活动,造成岩浆房的压力突然减小,温压条件达到钾长石结晶的区域,在石英正长斑岩的斑晶斜长石和暗色包体中的斑晶与基质斜长石外均形成钾长石膜,构成反环斑结构。     

Sr and Nd isotopic investigations towards the origin of feldspar megacrysts in microgranular enclaves in two I‐type plutons of the Lachlan Fold Belt,southeast Australia

New Sr and Nd isotopic data are presented for several large feldspar crystals occurring in microgranular enclaves in the Swifts Creek and Bridle Track plutons, along with analyses of their host enclave groundmass and adjacent granitoid. In the Swifts Creek Pluton several previous studies have concluded that the microgranular enclaves represent admixed, more mafic and more primitive magmas, and new data presented here confirm that. Feldspar megacrysts in the microgranular enclaves have Sr and Nd isotopic signatures that are distinct from the surrounding enclave groundmass and from other enclaves in the pluton and therefore cannot have crystallised in situ. Isotopic compositions of these feldspars are more consistent with their having crystallised in a reservoir similar in composition to the most primitive granitoid analyses. The crystals were then physically transferred from the granitoid magma into the enclave while the latter was still partially liquid, thus invalidating arguments for a porphyroblastic origin. Field, petrographic and geochemical data are consistent with microgranular enclaves in the Bridle Track pluton also originating as admixed, more mafic magmas. However, Sr isotopic compositions of the enclaves are identical, within error, to the host granite and indicate that significant Sr isotopic equilibration has occurred. Nd isotopic compositions of the enclaves extend to slightly higher ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd_(i) and are consistent with a mingled magma origin followed by major isotopic equilibration. Feldspar phenocrysts in the studied enclave have isotopic compositions indistinguishable from both the enclave groundmass and host granite, preventing an interpretation of their origin using isotopic evidence alone.     

湘中紫云山岩体暗色微粒包体的成因:岩相学、全岩及矿物地球化学证据

暗色微粒包体广泛分布于湘中紫云山岩体中的似斑状角闪石黑云母花岗闪长岩中,但其研究程度较低.对具有火成结构的暗色微粒包体及其寄主岩进行了岩相学、全岩及长石、辉石、黑云母的矿物地球化学研究,探讨其岩石成因及构造意义.寄主岩的全岩主量、微粒元素较为均一,而暗色微粒包体变化较大,且后者相对贫SiO₂而富Na₂O,但总体上二者均具有准铝质、钙碱性、镁质的特征,均富集轻稀土和大离子亲石元素,而亏损重稀土和高场强元素.寄主岩和暗色微粒包体的斜长石、辉石和黑云母均分别属于中长石、次透辉石－低铁次透辉石和铁质黑云母的范畴,显示相似的矿物地球化学特征.详尽的岩相学和地球化学特征表明,寄主岩属于I型和ACG型花岗岩,具有明显壳幔混合的特点;而暗色微粒包体形成时处于液态并具有流动性,与寄主岩间存在明显的机械和化学混合作用,并具有早期为骤冷快速结晶、晚期缓慢结晶这两期过程.因此,紫云山岩体中出现大量暗色微粒包体,是印支晚期湘中地区在强烈挤压之后的松弛阶段,由于软流圈物质上涌,并与其诱发的壳源酸性岩浆混合作用的产物.      

桂东北大宁岩体中镁铁质微粒包体的混合成因——来自野外分形特征的制约

大宁岩体是一个多期次侵入的复式岩体,主要由石英闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩等花岗质岩石组成,其中富含镁铁质微粒包体（MME）,MME主要出露在花岗闪长岩中。花岗闪长岩中部和边部MME个数与单位测量面积的特征值（直径）之间均存在对数线性关系（p〉0．75）,表明MME一花岗质侵入岩体系为分形体。结合MME的形态、结构特征,认为大宁岩体中MME为岩浆混合成因。花岗闪长岩中部和边部MME的分维数分别是1．293和0．991,表明混合程度在空间上具有不均一性。MME长轴展布方向与寄主岩体的原生流动线理方向一致,暗示着在镁铁质岩浆注入之前,长英质岩浆已部分结晶。对流作用可能是MME分布、变形和岩浆混合程度差异的主要驱动力。