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。     

浙东括苍山-雁荡山破火山白垩纪多旋回火山-侵入杂岩成因研究

浙东括苍山-雁荡山破火山由时空上关联的括苍山巨型环状破火山及其东南缘的雁荡山破火山构成。为重塑该地区白垩纪岩浆演化历史,本文在结合雁荡山火山-侵入杂岩地质资料的基础上,对括苍山早期流纹质熔结凝灰岩和石英二长闪长岩进行了锆石年代学、地球化学分析。结果表明,括苍山-雁荡山破火山岩浆活动时间为130～98 Ma,具有多个旋回的结晶年龄和同位素组成相仿的巨厚火山岩地层和未喷发的富晶体侵入岩。火山岩和侵入岩可由分离结晶作用联系起来,前者由晶粥内晶体间熔体抽提形成,后者由残余熔体和晶体形成。从括苍山-雁荡山破火山的火山岩地层厚度、规模及区域性火山岩分布特点可知,浙东岩浆活动高峰期为130～120 Ma及112～88 Ma,前者岩浆活动规模大于后者,它们分别对应于古太平洋板块快速后撤及缓慢后撤的两个阶段,而120～112 Ma为陆缘伸展作用停滞的岩浆活动沉寂期。     

暗色微粒包体是壳幔岩浆混合作用的证据吗？

暗色微粒包体常见于钙碱性花岗岩中,已普遍被认为是幔源基性岩浆与壳源酸性岩浆在地壳深部发生混合作用的产物。本文通过大量资料的分析研究,发现暗色微粒包体可以具有很大负值的全岩εNd（t）值和锆石εHf（t）值,及大于0710的全岩\[n（87Sr）/n（86Sr）\]i值,不存在幔源岩浆混合的痕迹;而且,大多数暗色微粒包体与寄主花岗岩在晶体化学、形成年龄、全岩和锆石同位素成分等方面显示出完全相似的特征,反映出两者在时空与物质上都具有紧密的成因联系。本文认为,暗色微粒包体不应该是壳幔岩浆混合作用的产物。基于包体岩浆极小的体量和稍晚的侵位（相对于寄主花岗岩）,本文提出一种新的暗色微粒包体的形成方式：同造山花岗岩浆的主动上侵造成岩浆房内的 “负压力” 而导致岩浆房下部呈晶粥状态的闪长质层发生等温减压熔融作用,从而形成体量极小的包体岩浆;并即时 “注入” 地壳上部尚未固结的寄主花岗岩中,快速冷凝形成暗色微粒包体。因此,暗色微粒包体不能被视作为 “壳幔岩浆混合作用” 的证据。     

暗色微粒包体是壳幔岩浆混合作用的证据吗?

暗色微粒包体常见于钙碱性花岗岩中,已普遍被认为是幔源基性岩浆与壳源酸性岩浆在地壳深部发生混合作用的产物。本文通过大量资料的分析研究,发现暗色微粒包体可以具有很大负值的全岩ε_Nd(t)值和锆石ε_Hf(t)值,及大于0.710的全岩[n(⁸⁷Sr)/n(⁸⁶Sr)]_i值,不存在幔源岩浆混合的痕迹;而且,大多数暗色微粒包体与寄主花岗岩在晶体化学、形成年龄、全岩和锆石同位素成分等方面显示出完全相似的特征,反映出两者在时空与物质上都具有紧密的成因联系。笔者认为,暗色微粒包体不应该是壳幔岩浆混合作用的产物。基于包体岩浆极小的体量和稍晚的侵位(相对于寄主花岗岩),笔者提出一种新的暗色微粒包体的形成方式：同造山花岗岩浆的主动上侵造成岩浆房内的“负压力”而导致岩浆房下部呈晶粥状态的闪长质层发生等温减压熔融作用,从而形成体量极小的包体岩浆;并即时“注入”地壳上部尚未固结的寄主花岗岩中,快速冷凝形成暗色微粒包体。因此,暗色微粒包体不能被视作为“壳幔岩浆混合作用”的证据。     

浙东小雄破火山晚白垩世火山-侵入杂岩成因及岩浆演化

通过对浙东小雄破火山晚白垩世火山岩(流纹岩)-浅成侵入岩(正长斑岩)进行系统的岩相学和地球化学分析,探讨了火山-侵入杂岩的成因及岩浆演化过程.研究表明,小雄破火山晚白垩世流纹岩和正长斑岩经历了不同的结晶分异过程:流纹岩经历了碱性长石+磷灰石+锆石的分异;正长斑岩经历了普通辉石+磷灰石+ Ti-Fe氧化物的分异.流纹岩和正长斑岩的母岩浆均起源于地壳物质的重熔,但各自有相对独立的演化过程,两者非同一岩浆房内某一岩浆连续分异的产物.推测在小雄破火山之下不同深度存在由多个子岩浆房构成的复杂岩浆系统,暗示东南沿海晚中生代火山-侵入杂岩中的侵入岩并不完全代表岩浆房下部的堆晶部分.     

湘南西山花岗岩质火山岩-侵入杂岩中发现超镁铁岩包体

对湘南西山花岗质火山-侵入杂岩中的超镁铁岩包体产状与矿物组成特征研究中发现：包体与寄主岩石的界限清楚,主要由铁橄榄石和铁辉石组成,还有少量磁铁矿和磷灰石。在花岗质岩石中出现这种特殊类型包体具有重要地质意义。     

安徽沿江地区中生代碰撞后到造山后岩浆活动和壳幔相互作用——来自火山-侵入杂岩和岩石包体的证据

安徽沿江地区地处长江深大断裂带的中部,构造上隶属由华北板块与扬子板块在T2-J2发生陆-陆碰撞形成的大别造山带的前陆带.在J3-K1时期,区内发生了岩石圈伸展减薄背景下的碰撞后到岩石圈拆沉背景下的造山后岩浆活动和相应的壳幔相互作用.形成了广泛分布的碰撞后到造山后火山.侵入杂岩组合.碰撞后岩浆活动大致发生在125～145Ma,铜陵地区辉长岩包体和大量堆积岩的形成标志着这一时期的开始,而富碱岩浆岩的形成标志着这一时期的结束.在这一时期形成的岩石中,繁昌盆地中的中分村组和赤砂组火山岩以及南部侵入岩属于碰撞后岩浆岩组合中的过铝质的长英质岩套;由中部铜陵地区的中酸性侵入岩和北外带侵入岩等构成的中钾-高钾钙碱性岩系和由铜陵地区的中基性侵入岩、庐枞盆地龙门院组和砖桥组火山岩、宁芜盆地龙王山组和大王山组火山岩以及沿长江两岸呈NE方向分布的富碱岩浆岩构成的橄榄安粗岩系属于碰撞后岩浆岩组合中的准铝质的镁铁质-长英质火成岩岩套.造山后岩浆作用大致发生在105～125Ma.宁芜地区辉长岩的侵入标志着这一时期的开始,而宁芜和庐枞地区过碱性岩的形成标志着这一时期的结束.在这一时期形成的岩石中,由繁昌盆地蝌蚪山组火山岩和庐枞盆地双庙组火山岩以及宁芜盆地辉长岩侵入体组成的碱性岩系和由庐枞盆地浮山组火山岩和宁芜盆地娘娘山组火山岩组成的过碱性岩系属于造山后碱性-过碱性火成岩岩套.与碰撞后到造山后岩浆活动相对应,在安徽沿江地区中生代发生了两期壳幔相互作用.其中早期壳幔相互作用表现为起源于岩石圈地幔上部圈层的底侵玄武岩浆与中下地壳间强烈的相互作用,而晚期壳幔相互作用表现为起源于岩石圈地幔下部圈层的玄武岩浆与中下地壳间微弱的相互作用.     

酸性－中酸性火山－侵入杂岩中岩石包体研究的新进展

概括了近几年来酸性－中酸性火山－侵入杂岩中岩石包体研究的新进展，介绍了岩石包体的成因分类，综述了利用岩石包体研究岩浆作用机制及其动力学、研究有关矿床成矿物质来源和成矿机制，以及研究中下地壳物质组成和力学状态等方面的内容。     

酸性－中酸性火山－侵入杂岩中岩石包体研究的新进展

概括了近几年来酸性－中酸性火山－侵入杂岩中岩石包体研究的新进展，介绍了岩石包体的成因分类，综述了利用岩石包体研究岩浆作用机制及其动力学、研究有关矿床成矿物质来源和成矿机制，以及研究中下地壳物质组成和力学状态等方面的内容。     

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。

     

大桥坞产铀火山-侵入杂岩的岩浆混合作用及其对赣杭构造带铀成矿潜力的指示意义

浙江省大桥坞铀矿床赋矿围岩为一套火山-侵入杂岩,锆石U-Pb定年显示该套杂岩的成岩时代为138~125 Ma。Hf同位素分析结果显示随着成岩时代变新,这些岩石中锆石εHf(t)值从约-13.0升高到约-3.0。锆石饱和温度同样表现出升高的趋势,从~749℃升高到~846℃。以上特征表明大桥坞地区火山-侵入杂岩为壳幔岩浆混合成因,且幔源物质加入的比例随成岩时代变新而增多。综合前人对赣杭构造带相山、芙蓉山和沐尘地区花岗质岩石的研究结果,发现这些岩石的全岩εNd(t)值和锆石εHf(t)值在135~112 Ma期间分别从-9.0升高到-2.0和-10.0升高到2.0,表明其成因上可能同壳幔岩浆混合有关,且随着成岩时代变新幔源岩浆的加入逐渐增多。Sr-Nd同位素模拟显示幔源岩浆加入的比例在135~112 Ma期间从0升高到~60%。由于幔源岩浆较壳源岩浆贫U和Th,前者的加入会稀释壳源岩浆中U和Th的含量,降低其铀成矿潜力。幔源物质加入越多,铀成矿潜力越低。赣杭构造带壳幔岩浆混合作用呈西弱东强的地质事实,可能是该带上铀矿床的分布呈西大东小格局的重要原因之一。因此,赣杭构造带东段找矿需关注富铀基底(花岗岩或长英质变质岩基底)与早白垩世火山岩盖层相结合的地区。     

桐庐和相山两类酸性火山—侵入杂岩中长石的对比研究

桐庐和相山杂岩体分别属于同熔型和陆壳重熔型火山－侵入杂岩系列,通过对这两个系列中的斜长石及碱性长石进行了对比研究。桐庐杂岩体中存在两种斜长石及两种碱性长石,而相山杂岩体中只有一种斜长石及一种碱性长石。桐庐杂岩体中的两种斜长石,一种为环带构造发育、中心绢云母化较强的斜长石,其中心成分有的已达培长石,而边缘主要为更长石,另一种为环带构造不发育的斜长石,其成分变化较小,主要为中长石;而两种碱性长石中一种为无色透明的透长石,其内部均匀分布有规则的出溶微结构,另一种为微红色的正长石,基本上看不到出溶结构,这两种碱性长石结构不同但成分基本相似。笔者认为桐庐杂岩体中存在的两种斜长石及两种碱性长石反映了岩浆的不平衡结晶作用,这种不平衡主要是岩浆上升过程中带状岩浆房的扰动引起的;而相山杂岩体中的长石反映了一种近平衡结晶的岩浆环境     

火山-侵入杂岩带的成岩-成矿专属性

成岩成矿关系问题,特别是成矿作用与岩浆活动的专属性问题,一直是矿床学研究中的重要课题。粤东地区热液脉状锡、钨（多金属）矿床产于中生代花岗质火山岩、次火山岩和侵入岩组成的火山侵入杂岩带中,成岩年龄与成矿年龄一致,但矿床地质、矿床矿物流体包裹体和同位素地球化学没有相对标准来区分这些来源于岩浆作用不同阶段、不同产出状态岩浆岩的成矿物质特征,使得人们对于区内矿床成因的认识不一。文中运用稀土元素地球化学方法,着重探讨和对比了矿床矿石、蚀变岩石及与成矿有关的岩浆岩的稀土元素特征和配分型式,并进一步根据在不同压力条件下Ｃｌ－在熔体和热液间的分配系数实验数据和不同压力条件下热液与相应熔体平衡时的稀土元素分配系数实验结果,分别计算了厚婆坳锡矿床和莲花山钨矿床与矿区有关岩浆岩熔体平衡的热液中的稀土元素浓度并制出配分型式,再与矿床矿石及矿石矿物稀土元素配分型式比较,从而确定成矿与侵入阶段的花岗岩岩浆活动关系密切。区内矿床为岩浆热液矿床。研究结果表明,稀土元素作为热液流体来源的示踪剂能有效地确定火山侵入杂岩带的成岩成矿专属性。     

岩浆混合作用——来自甘肃北山的野外证据

在 1∶2 5万马鬃山幅区调填图和方法研究工作中 ,通过观察到的一些与岩浆混合模式相关的现象 ,指出暗色微粒镁铁质包体是岩浆混合作用的有利证据 ,讨论了与花岗岩侵入体相关的镁铁质小岩体混合成因的可能性 ,认为岩浆混合作用在造山带岩浆活动中是一种极为普遍的现象。     

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。     

湖南骑田岭花岗岩及其暗色微粒包体的地球化学与壳幔岩浆的混合作用

骑田岭岩体是南岭地区燕山早期具幔源组分贡献的花岗岩典型代表。其主体岩性为角闪黑云二长花岗岩和(角闪石)黑云正长花岗岩,其中发育暗色微粒包体和由暗色矿物组成的团块或条带。暗色微粒包体具有岩浆混合的大部分岩相学证据。如包体的浑圆状外形、塑性形变、冷凝边、斜长石An的“双峰式”分布、似环斑长石、针状磷灰石等。包体属于准铝质(A/KNC=0.72～1.00,平均0.85)钾玄岩系列岩石,寄主岩石为准铝或弱过铝质(A/KNC=0.89～1.06,平均0.97)高钾钙碱性系列的岩石。二者在主量和微量元素上表现出岩浆混合成因的演化趋势。包体与寄主岩石的同位素组成具趋同性,它们的ISr和εNd(t)值分别为0.71041～0.71263、-6.9～-5.3和0.70854～0.71416、-9.2～-5.1,均表现出壳幔混源花岗岩类岩石的特点。包体K-Ar年龄为152Ma,与其寄主岩石的形成年龄(155～161Ma)接近,显示岩浆混合作用发生的时间大致为晚侏罗世早期。对包体及其寄主岩石产出的构造背景和地球化学特征的综合分析表明,该岩体中的暗色微粒包体是在伸展作用的大地构造背景下,上涌的幔源基性岩浆及其诱发的长英质酸性岩浆混合作用的产物。     

桂东北里松花岗岩中暗色包体的岩浆混合成因

在桂东北姑婆山地区的里松花岗岩中,暗色包体广泛分布,包体的形貌、结构构造和矿物学特征表明,它们是岩浆快速冷凝结晶产物;主元素和微量元素组成说明它们属钾玄岩系列,其源岩具OIB型微量元素特征;包体与寄主花岗岩中锆石U-Pb年龄的相同性,排除了来源于深部固体岩石熔融残留体或浅部围岩捕虏体的可能性,而两种岩石化学成分、岩石结构暗色包体和寄主花岗岩在岩石结构和全岩Sr-Nd同位素组成方面的明显差别性,又排除了同源包体或析离体、堆积体的可能性。里松花岗岩在很多地质-地球化学特征上都介于里松暗色包体和姑婆山主体花岗岩之间,里松暗色包体的总体特征显示了岩浆混合成因,是里松暗色包体岩浆与姑婆山主体花岗岩岩浆发生混合时不完全混合的残留物。     

赣杭构造带相山火山侵入杂岩的岩浆演化特征——来自斜长石和黑云母的化学成分研究

黑云母、斜长石等矿物可作为寄主岩石的岩浆演化的指示剂。本文借助电子探针微区分析技术,通过对赣杭构造带中相山盆地火山侵入杂岩中这些矿物的化学组成进行定量分析发现:碎斑熔岩、花岗斑岩及石英二长斑岩的斜长石环带不明显,并且主要是中长石;石英二长斑岩中黑云母矿物成分为镁质黑云母和铁质黑云母,化学成分更为接近研究区镁铁质微粒包体中黑云母的成分,而碎斑熔岩及花岗斑岩中黑云母的镁含量较低。结合黑云母、斜长石矿物的化学特征及前人的工作研究,相山碎斑熔岩和花岗斑岩的物质来源主要是壳源,没有明显地幔物质的加入,而石英二长斑岩有一定量的地幔物质的加入,并且这个地幔物质的加入发生在石英二长斑岩的黑云母开始结晶之前。     

江西岩背火山-侵入杂岩的微量元素协变关系及其岩浆房成分分带形成机制的探讨

以根据岩背斑岩锡矿区火山－侵入杂岩的微量元素Ｓｒ、Ｒｂ、Ｅｒ、Ｈｆ、Ｎｂ等协交关系,探讨了岩浆房成分分带的形成机理。认为初始岩浆的形成主要是经过两次聚集熔融作用（第一次熔出酸性岩浆,第二次熔出中酸性岩浆）。酸性岩浆未喷出地表的部分在中深部位经过平衡结晶作用（非理想）,使Ｆ、Ｈ２Ｏ和成矿元素明显集中于晚期岩浆中。