铜官山岩体矿物学-矿物化学特征：岩浆结晶动力学意义

本文对皖南官山岩体开展详细地显微镜观察鉴定,利用电子探针和LA-ICP-MS技术对岩浆岩典型矿物斜长石、角闪石和榍石进行了主量和微量元素测定。显微镜鉴定表明,铜官山岩体中存在着大量的岩浆不平衡结构：如斜长石和角闪石嵌晶结构以及针状磷灰石等。这些现象的存在表明铜官山岩体在形成过程中曾发生过一次或多次岩浆混合作用。电子探针分析结果显示,斜长石的成分环带是震荡环带,而大尺度的震荡环带可能代表了大规模的岩浆混合作用;角闪石成分TiO2-Al2O3图解、CaO/NaO2-Al2O3/TiO2图解和Mg-(Fe2++Fe3+)- LiNaKCa角闪石成因矿物族三角图解指示铜官山岩体中角闪石很可能为壳-幔混合成因。LA-ICP-MS技术对主要造岩矿物的微量和稀土元素分析表明,角闪石很可能为幔源或壳幔混合源,斜长石可能为不同分异程度岩浆的混合形成。本研究比较明确地反映了铜官山岩体的形成过程中岩浆来源和结晶动力学过程,即壳幔源区的混合交代作用,与前人通过元素-同位素手段获得的信息比较吻合。     

柴北缘果可山岩体的岩浆混合作用:来自岩相学、矿物学和地球化学证据

青海南山岩浆岩带沿柴达木盆地和西秦岭造山带北缘分布,主要由与古特提斯洋俯冲-碰撞相关的晚二叠世-三叠纪花岗岩组成。本文对柴北缘东段果可山石英闪长岩及其中镁铁质微粒包体开展岩相学、矿物学、地球化学和Sr-Nd同位素综合研究及成因约束,为探究壳-幔相互作用提供新信息。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,果可山石英闪长岩与镁铁质包体形成于～247Ma。石英闪长岩属中钾钙碱性I型花岗岩,具有中等K_2O含量(1.43%～2.18%)和高Mg~#值(48.9～52.4),还表现出富集轻稀土元素、大离子亲石元素(如U、K、Pb),亏损重稀土元素和高场强元素(如Nb、Ta、Ti)和弱Eu负异常特征(Eu/Eu~*=0.71～0.85)。Sr-Nd同位素组成和矿物不平衡结构(如斜长石韵律环带和突变环带及角闪石包裹黑云母)表明,石英闪长岩主要源自镁铁质下地壳部分熔融并伴有富集地幔来源镁铁质组分的参与。镁铁质微粒包体呈椭球状,发育冷凝边和特殊的显微结构(如针状磷灰石、斜长石反环带和斜长石含刀刃状角闪石),具有更低的SiO 2含量(56.68%～59.28%)、更高的ε#Nd(t)和Mg值(58.5～62.2)以及更平坦的稀土配分曲线,暗示果可山镁铁质包体和寄主花岗岩是由源自遭受俯冲交代地幔的镁铁质岩浆与古老下地壳(古元古代晚期)来源的长英质岩浆不同比例混合形成的。结合前人对区域沉积学和构造解析研究结果,本文认为青海南山早-中三叠世岩浆活动与古特提斯洋向北俯冲诱发的幔源岩浆底侵和岩浆混合作用有关。     

西藏冈底斯尼木后碰撞花岗岩的岩浆混合作用:显微结构证据

岩浆混合过程中不同熔体之间的相互作用会影响晶体的成核与生长,形成矿物内部复杂的成分变化,以及矿物之间的不平衡结构。尼木二长花岗岩位于冈底斯岩浆岩带中部,是代表性的形成于后碰撞构造演化时期的花岗岩体。本文对其中的斜长石与角闪石颗粒进行了详细的结构和成分分析,揭示了斜长石中的港湾状、浑圆状、筛孔状熔蚀结构以及斜长石成分的突然变化和角闪石包裹黑云母的不平衡结构,并探讨了它们的成因以及相关的岩浆混合作用。分析结果显示,斜长石中突变环带的An含量为37.6~40.6,熔蚀环带的An含量为48.2~59.5,均高于两侧斜长石的An含量(18.4~26.4),表明在形成这些结构时有外来基性岩浆的混合使得岩浆成分发生了突变。样品中的部分黑云母被自形的角闪石包裹,黑云母呈浑圆状并且具有港湾状的熔蚀边,这可能是基性岩浆的混合作用使得岩浆的温度升高导致黑云母发生部分熔融,混合后的岩浆在黑云母周围继续结晶形成角闪石。这些显微结构为揭示冈底斯岩浆岩带的岩浆混合作用提供了新证据。     

西藏冈底斯带始新世曲水岩基的岩浆混合作用:来自斜长石阴极发光特征和成分变化的证据

斜长石作为主要造岩矿物,是研究岩石成因、示踪岩浆演化和岩浆混合过程的有效工具.对冈底斯带曲水岩基始新世花岗闪长岩、二长花岗岩、闪长岩脉和暗色包体中的斜长石进行了阴极发光图像结构特征、电子探针主量元素和LA-ICP-MS微量元素成分的分析,揭示了斜长石复杂环带的成因和相关的岩浆过程.该区斜长石的阴极发光图像呈现出多种颜色且与其An值相对应,随着An值降低依次为绿色、蓝色和暗灰色或暗红色等,并发育补丁状环带、筛状环带、韵律环带等.花岗闪长岩、二长花岗岩中斜长石的An值具有相似的变化范围(20~55),而闪长岩脉和暗色包体中An值的变化范围较大(25~85),表明曲水岩基经历了复杂的开放过程.微量元素结果表明:花岗闪长岩与闪长岩脉和暗色微粒包体具有相同的Sr含量范围(600×10^-6~1 100×10^-6);而二长花岗岩的Sr含量(1 000×10^-6~2 400×10^-6)整体高于前者.以上研究表明,花岗闪长岩中阴极发光呈现绿色的核部或幔部是偏中性岩浆注入寄主岩岩浆混合的结果;具有高Sr含量的二长花岗岩认为是高Sr含量的岩浆结晶形成的;闪长岩脉和暗色微粒包体中的筛状结构斜长石为寄主岩捕掳晶.     

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。     

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。     

宁镇中段岩浆带杂岩体的斜长石矿物学研究

运用光学显微镜、X射线衍射分析、扫描电镜微区能谱分析等手段,宁镇中段岩浆岩带安基山、伏牛山、西银坑、洪水宕、铜山、下蜀等杂岩体的斜长石斑晶的某些成因矿物学特点及其与岩浆演化分异特征的关系进行研究。结果表明:研究区中酸性岩体的斜长石主要为更-拉长石,韵律环带发育,形成经历了5个形成阶段,具有两种类型:一是核心为基性斜长石的正-反环带交互生长的斜长石;二是核心为中性斜长石的反-正环带交互发育的斜长石。研究还表明,斜长石各形成经历阶段、特别是晚期环境变化越和缓,岩浆分异程度越高。与其他各岩体相比较,西银坑、铜山岩体斜长石牌号明显偏高,反环带最发育,反映其岩浆同化混染更显著,而西银坑岩体岩浆结晶全程温度、K,Na,Ca组分相对活度波动频率更高,幅度更大。结合各岩体全岩及斜长石斑晶的成矿元素含量分析(Cu,Pb,Zn),认为岩浆结晶晚期分异充分,温度和K,Na,Ca组分相对活度波动和缓的铜山、安基山、伏牛山岩体是区内Cu多金属找矿的主要目标岩体。     

西秦岭温泉花岗岩体岩浆混合作用的地球化学信息

西秦岭温泉岩体是壳、幔岩浆混合的产物。寄主岩石属铝过饱和钙碱性系列，贫CaO富FeOtot,ANKC值大于1．1，NK／A值均小于0．9，富Mo、Sn、Bi、W等高温热液成矿元素及Co、Ni、Cr等亲铁元素，LREE／HREE为10～15。基性端元暗色微细粒镁铁质包体及基性岩墙，富Na2O、K2O，而贫FeOtot，异常富集轻稀土和Ba、Rh、Sr、Zr、Th、Hf、Nb等大离子亲石元素，而贫Co、Ni、Cr等亲铁元素，IREE／HREE为9．98～13．5，异常富轻稀土。由两端元岩浆混合形成的岩浆混合暗色花岗岩，地球化学特征介于两端元间，并有显的过渡特征、双扩散性、均一化和依从关系，反映了重要的岩浆混合信息。     

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。     

北京房山岩体形成过程中的岩浆混合作用证据

北京房山侵入岩体主要由石英二长闪长岩单元和三种不同结构的花岗闪长岩单元组成,岩体中广泛分布的镁铁质微粒包体、富集暗色矿物的线状条带以及各岩相单元的非渐变接触关系等宏观特征,指示岩体的形成与岩浆混合作用有密切联系。122个斜长石成分剖面电子探针分析表明,它们众数成分为 An=29的更长石。但是,其成分变化范围极宽(An=14～56),晶体内不同部位的成分有很大差别,出现正常环带的 An 值较低(14～42),内环带的 An 值较高(24～56)的特殊情况,指示斜长石结晶环境的改变,暗示具有富钙基性岩浆的加入。从岩体边部到中心,斜长石 An 牌号逐渐降低,但相邻岩相单元之间有较大的重叠,表明不同岩石单元中的斜长石成分主要受控于岩浆成分的变化,与分离结晶作用无关。斜长石的韵律性环带、特别是内环带的发育则是岩浆混合作用机制的有力证据。基性岩浆的反复注入不仅改变寄主岩浆的成分,而且也控制了它的温度、定位机制和岩石的结构特征。因此,房山岩体的形成过程还包含了镁铁质岩浆多次注入的历史,并且从外到里基性岩浆的作用逐渐减弱。     

Identification of Magma Mixing: A Case Study of the Daocheng Batholith in the Yidun Arc

The Daocheng batholiths, located in the east of the Yidun arc, consist of granite, granodiorite and K-feldspar granite. Abundant massive mafic microgranular enclaves (MMEs) mainly developed within the granodiorite and K-feldspar granite, and they have clear contacts with the hosted granites. The MMEs are characterized by the quartz eye structure, quenched apatite, and plagioclases phenocrysts with obvious oscillatory zones. Petrographical studies on MMEs and host granites, zoned plagioclase and whole-rock geochemical analysis were carried out to identify the presence of magma mixing. Combined with the previous studies on the whole-rock Sr-Nd-Hf isotopic signatures, the petrogenesis of Daocheng batholith was discussed. The zoned plagioclases from MMEs have An contents varying between 29 and 44, while those from the host granites have An contents of 21~50. The compositional variations and corrosion structure of plagioclase are probably related to magma mixing. Geochemically, the MMEs have relatively low SiO₂ contents (56.34~60.91wt%), high Al₂O₃ contents of 16.06~17.98wt%, and are enriched in magnesium and iron, belonging to metalumnious series (A/CNK=0.82~0.98). The Daocheng batholith belongs to high-K calc-alkaline series, which have high alkaline contents (Na₂O+K₂O=6.25~7.79wt%) and low CaO contents (1.40~3.22wt%). Furthermore, both the MMEs and hosted granites are enriched in LILEs (K, Rb and Pb) and LREEs and depleted in HFSEs (Nb, Ta, Zr, Hf, P and Ti), showing affinities of typical arc magmas. Compared with the host granites, the MMEs are characterized by lower (La/Yb)_N ratios of 1.99 to 2.46, and much more obvious Eu depletions (Eu/Eu^*=0.30~0.50). The host granites have Rb/Sr ratios ranging from 1.0 to 1.9, and they are consistent with the crust-derived materials (Rb/Sr>0.5). Their Zr/Hf ratios range from 27.5 to 36.9, which are close to the transitional Zr/Hf ratios between mantle-and crust-derived materials. This indicates that the formation of Daocheng batholith is genetically related to the mixing between mantle-and crust-derived materials. In addition, the relatively low silica contents and high Mg# values, and the linear patterns of MgO, Al₂O₃ and Fe₂O₃ with SiO₂ contents from the MMEs and host granites, show that the formation of MMEs is genetically related to magma mixing. Overall, the parent magmas of Daocheng granites are derived from the partial melting of Late Triassic arc lower crust, with the input of minor mantle-derived materials. The MMEs are generated by the mixing of the mafic magma with felsic magma.     

滇西马厂箐复式岩体岩浆混合作用:岩石学与地球化学证据

滇西马厂箐铜矿区含矿斑岩体中的暗色包体与其寄主富碱花岗斑岩具有相似的地球化学的特征。寄主花岗斑岩Si O2含量为65.10%~70.60%,Al2O3为14.65%~17.55%,Mg O为0.80%~1.70%,Ca O为0.43%~1.92%,Na2O+K2O为8.25%~12.23%。受混染包体Si O2为62.50%~77.30%,Al2O3为10.00%~15.70%,Mg O为0.75%~3.82%,Ca O为0.86%~2.15%,Na2O+K2O为7.68%~10.22%。二者稀土配分曲线都是典型的右倾型配分模式,轻重稀土分馏明显,富集轻稀土、亏损重稀土。寄主岩具有高Sr(392.00×10-6~919.00×10-6)、低Y(10.10×10-6~17.10×10-6)、低Yb(1.00×10-6~1.40×10-6),高Sr/Y(33.24×10-6~104.43×10-6)、高(La/Yb)N(36.08×10-6~89.09×10-6)特点;暗色包体也具有高Sr(314.00×10-6~652.00×10-6),低Y(7.20×10-6~15.10×10-6)、低Yb(0.60×10-6~1.50×10-6)特征。通过对混染MME地球化学特征分析,结合前人对未混染或弱混染包体的研究资料,提出马厂箐复式岩体和其中的MME可能与该地区地幔玄武岩的底侵作用有关,而这种玄武岩底侵导致的不同岩浆混合作用可能是马厂箐铜矿的部分成矿条件。     

义敦岛弧措交玛岩体岩浆混合成因:镁铁质微粒包体的证据

义敦岛弧北部的措交玛岩基岩体主要由黑云母二长花岗岩和边部的花岗闪长岩组成。在黑云母二长花岗岩中存在有少量镁铁质微粒包体,其成分为闪长质,与寄主岩石接触关系从渐变到截然。在包体周围的寄主岩石中存在黑云母、角闪石自身的包含结构,角闪石包含黑云母,斜长石发育明显的溶蚀结构,核部斜长石被溶蚀成筛状,边部环带状斜长石溶蚀不明显,是基性岩浆注入到酸性岩浆中导致岩浆混合的结果。黑云母二长花岗岩具有更高的轻重稀土分异系数,闪长质包体轻重稀土分异系数较低,黑云母二长花岗岩和暗色闪长质微粒包体具有明显相似性的微量元素特征。寄主岩黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄为236±1.9Ma,闪长质包体为235±3.9Ma,二者形成年代在误差范围内基本一致,可能为甘孜-理塘洋向西俯冲过程中,俯冲洋壳部分熔融形成的玄武质岩浆上涌底侵于壳-幔边界导致地壳的部分熔融形成酸性的黑云母二长花岗岩岩基。     

内蒙古解放营子花岗闪长岩岩浆混合机制——来自斜长石和角闪石的矿物化学证据

为揭示华北克拉通北缘中晚三叠世解放营子花岗闪长岩的岩浆混合机制,对寄主岩石和镁铁质包体中斜长石和角闪石开展了电子探针分析.分析结果显示,多斑和少斑包体边部的斜长石斑晶发育An值增加的突变环带,环带的An值为32～46,明显高于核部和边部斜长石的An值(18～31),而核部的An值与寄主岩石中斜长石的An值一致,该特征指...     

东昆仑东段香加南山花岗岩基斜长石成分组成与岩浆演化和混合作用

东昆仑东段香加南山花岗岩基岩浆混合作用明显,斜长石作为主要造岩矿物,是研究岩石成因、示踪岩浆演化和岩浆混合过程的有效工具。对香加南山花岗岩基中寄主岩及暗色微粒包体中的斜长石进行岩相学和矿物化学研究。电子探针结果显示:寄主岩中正常环带斜长石(39~48,21~36)、包体中斜长石捕掳晶(41~49,35~36,43~49,31~47,27~38)和寄主岩矿物中包裹斜长石(29~45,14~32)具有演化的An值;部分寄主岩斜长石核部由于受到后期蚀变具有较高的An值(59~72)。包体中基质斜长石大部分具核边结构,核部(52,31)和边部(33~37,25)An值存在间断;少量斜长石核部受到蚀变,An值较低(49),幔部(55~71)An值高于边部(46~49);部分包体中基质斜长石核部呈补丁状,暗色部分An值较高(66),浅色部分An值较低(33~39)。包体中斜长石捕掳晶主要分为干净斜长石捕掳晶和含有矿物的斜长石捕掳晶两大类,干净斜长石环带明显或聚片双晶发育,An值变化范围较小(41~49,35~36);含有暗色矿物的斜长石捕掳晶An值整体也呈震荡变化(43~49,31~47,27~38),但由于受到蚀变,部分测点An值较高(78),少量斜长石具有高An值增生边(73)。以上研究显示,结晶于寄主岩的斜长石正常演化序列反映寄主岩从演化早期到晚期,岩浆逐渐从偏基性向酸性转变;包体基质斜长石为包体进入寄主岩温度、压力和水饱和度降低导致斜长石受到熔蚀后继续结晶结果;包体中斜长石捕掳晶来自寄主岩,由于进入包体后温度和压力产生变化,以及后期生长,导致斜长石的成分和构造有所不同。香加南山花岗岩基及暗色微粒包体中斜长石的复杂环带为幔源镁铁质岩浆注入长英质岩浆混合作用的结果。     

冈底斯曲水岩基岩浆混合:来自暗色岩浆包体角闪石显微结构的证据

冈底斯岩浆带位于拉萨地体南缘,其形成过程主要受中生代新特提斯洋板片俯冲和新生代印度-亚洲陆-陆碰撞控制,是揭示青藏高原形成过程和深化大陆动力学研究的天然实验室。曲水岩基位于冈底斯岩浆带中段,介于拉萨和曲水之间,主要由花岗闪长岩、花岗岩、闪长岩和辉长岩组成。岩基花岗质岩体中包含大量暗色岩浆包体,包体产出状态有同侵位岩墙、包体墙、包体群等,表明岩浆混杂与混合现象。前人关于曲水岩基做了大量研究工作,取得很多进展,比如,发现这些暗色岩浆包体与寄主岩具有相同的结晶时代,主要集中在55~45Ma。但是,关于曲水岩基形成在俯冲背景还是碰撞背景还存在着争论。这些广泛分布的暗色岩浆包体和寄主岩的关系,及其所代表的岩浆混合过程还需要精细的矿物学工作。因此,本文在综合分析野外岩性分布、暗色岩浆包体出露形态的基础上,重点选择花岗闪长质寄主岩和其中的暗色岩浆包体中的角闪石进行矿物显微结构和构造的分析,并结合电子探针数据,以探求曲水岩基的岩浆混合过程。我们初步认为曲水岩基的形成经历两期混合过程：早期的基性岩浆和酸性岩浆端元在深部的混合;晚期基性、酸性岩浆混合后的中性岩浆爆破、上升,并继续与酸性岩浆混合。此外,曲水岩基形成于俯冲到碰撞的转换过程,受控于俯冲板片作用所产生的弧型岩浆和板片回旋及稍后的断离所产生的地幔岩浆双重作用。

     

岩浆作用过程的矿物记录:以邯邢地区中生代侵入岩为例

矿物环带结构是岩浆过程的良好记录,而矿物温压计可以定量计算岩浆的物理化学条件。该次研究对邯邢地区中生代侵入岩中两个浅成侵入体中典型的斜长石斑晶进行了电子探针和LA-ICP-MS元素面扫描,同时对其中不同成因的角闪石晶体进行了电子探针分析和物理化学条件计算。通过研究发现这两个样品中的斜长石斑晶属于循环晶。辉石闪长玢岩中的斜长石斑晶主要成分为更长石,而斑状石英二长岩中斜长石斑晶主要成分为中长石和拉长石。两者具有明显不同的环带结构,分别记录了不同的岩浆混合过程:前者记录了基性岩浆多次注入酸性岩浆房,并最终获得体积优势;后者记录了少量基性岩浆注入酸性岩浆房内,两者不断混合,形成均质化岩浆的过程。Fe元素从斜长石中心到边部有富集的趋势,表明岩浆最终向富铁的方向演化。角闪石温压计的计算结果表明,辉石闪长玢岩的岩浆房深度在5.5 km左右,温度大约为850 ℃,氧逸度大约为ΔNNO+1,熔体中的含水量大约为4.0%,其最终侵位于2.1 km的地壳深度。而斑状石英二长岩最终定位于2.0 km的地壳深度,角闪石结晶的平均温度为737 ℃,相对氧逸度为ΔNNO+1.2,熔体含水量为3.9%。