东昆仑东段香加南山花岗岩基的岩浆混合成因:来自镁铁质微粒包体的证据

东昆仑造山带出露大量花岗质岩浆岩,岩石中广泛发育暗色微粒包体,是研究岩浆混合作用的天然场所。本文以东昆仑东段香加南山花岗岩基为研究对象,对暗色微粒包体的野外地质特征进行研究,探讨岩浆混合作用和岩浆动力过程。暗色微粒包体具细粒-中粗粒结构,含有斜长石、角闪石、石英、暗色环边石英和钾长石等斑晶,偶见斑晶横跨寄主岩和包体,常发育反向脉,包体与寄主岩接触关系呈截然型或过渡型,这些特征说明暗色微粒包体为岩浆混合作用的产物,混合过程存在着物质交换。包体从细粒-粗粒-弥散状-完全混合岩浆说明岩浆混合的比例越来越大,温差越来越小,两种岩浆温度差对包体的形成具有很大影响。对包体的形态研究显示,包体不同拉伸程度是岩浆黏度、温度、流动速度等因素共同作用的结果,拉伸程度越大塑性变形程度越大。包体的长轴方向主要分为两类:一类与包体的整体方向近似,代表岩浆的流动方向;另一类要么没有固定方向,要么同一露头有几种不同方向,为岩浆局部搅动、对流的结果。包体进入寄主岩自身的旋转、流动和岩浆的局部搅动,使少量包体边部矿物和寄主岩矿物具有定向性。暗色微粒包体相互包裹和同一露头不同类型的暗色微粒包体说明岩浆混合具有多期次性。香加南山花岗岩基暗色微粒包体的野外地质特征为岩浆混合作用以及岩浆动力学过程提供了重要佐证。     

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。     

东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基岩浆混合作用:来自岩石学和矿物学约束

哈拉尕吐花岗岩基位于东昆仑东段,其中花岗闪长岩岩浆混合作用明显,是研究岩浆混合作用的良好对象.从岩石学、岩相学和矿物化学等方面对哈拉尕吐花岗岩基进行了详细研究.电子探针结果显示:寄主岩斜长石的An值同相对应包体中斜长石捕掳晶近似;包体中基质斜长石大部分具核边结构,核部和边部An值存在间断;部分包体中浅色基质斜长石的An值与具核边结构斜长石的边部近似;辉长闪长岩中斜长石具较高的An值.寄主岩角闪石同相对应包体中角闪石捕掳晶的结晶温度、压力和氧逸度较为接近;包体中基质角闪石的结晶温度和压力低于寄主岩角闪石,氧逸度稍高于寄主岩角闪石;辉长闪长岩角闪石具有最高的结晶温度和压力及最低的氧逸度.哈图沟剖面和德福胜剖面寄主岩中的斜长石和角闪石的成分具有一定差别.岩浆不同期次侵入结晶和岩浆自身演化,使不同地点斜长石和角闪石的成分和物理化学特征具有一定变化.镁铁质岩浆位于地壳深部,氧逸度较低,使结晶的角闪石具有较高的形成压力和较低的氧逸度,斜长石具较高An值;随着镁铁质岩浆注入寄主岩,由于环境突变,使斜长石受到熔蚀;由于岩浆上侵以及两种岩浆物理化学性质差别较大,导致温度、压力和水饱和度降低,氧逸度升高,使包体中残留岩浆快速结晶,形成具核边结构、浅色均一的斜长石,以及结晶程度较差、较高氧逸度的角闪石.      

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。     

东昆仑东段可日正长花岗岩年龄和岩石成因对东昆仑中三叠世构造演化的制约

可日岩体位于东昆仑造山带东段东昆北构造带,岩性为含暗色微粒包体正长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示寄主岩和暗色微粒包体的结晶年龄分别为231.58±0.49Ma和232.6±2.3Ma。可日正长花岗岩主体为弱过铝质中钾钙碱性I型花岗岩,具有较高的SiO_2含量(72.06%~74.49%)和Na_2O/K_2O(1.00~1.35)、Nb/Ta(15.4~27.9)比值,较低的值(14~31)和Rb/Ba(0.10~0.46)比值,富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE)。岩体为巴颜喀拉地块同东昆仑地块碰撞后,板片断离持续作用产生的镁铁质熔体底侵中下地壳使其部分熔融的结果。暗色微粒包体同寄主岩具有相近的结晶年龄、较细粒度、含有寄主岩捕获晶、针状磷灰石,显示包体是镁铁质岩浆注入寄主岩快速冷却的产物。由于寄主岩分离结晶,残留熔体与包体的浓度梯度差导致元素扩散,使两者具有物质交换。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。可日岩体年龄及岩石成因显示东昆仑地区在232Ma左右处于同碰撞阶段。     

东昆仑东段加鲁河中基性岩体环石英捕虏晶角闪石和黑云母矿物学特征及其对岩浆混合过程的约束

加鲁河中基性岩体位于东昆仑造山带东段,岩体边部岩浆混合作用明显,富含暗色环边石英,是研究岩浆混合作用的理想地质体。本文在详细岩石学研究基础上,对寄主岩(香加南山花岗岩基)-包体-包体捕虏晶-暗色环边石英的矿物(黑云母和角闪石)进行电子探针成分分析。研究表明,不同类型黑云母的Fe~(2+)/(Fe~(2+)+Mg)比值基本一致,介于0.53~0.59,寄主岩黑云母的MgO含量较低(8.06%~8.29%),包体捕虏晶-暗色环边的黑云母MgO含量较高(分别为9.38%~9.45%和9.25%~9.52%);不同类型角闪石的(Ca+AlⅣ)较高,大于0.5,寄主岩角闪石具有较高的FeO~T含量(20.27%~21.01%)和较低Mg#值(45~47);包体-包体捕虏晶-暗色环边的角闪石具有较低的FeO~T含量(分别为18.31%~19.49%、18.11%~18.90%和18.01%~18.43%)和较高的Mg#值(分别为50~54、52~53和55~60)。寄主岩的角闪石(为铁浅闪石)和黑云母(为铁质黑云母)具壳型特征;包体-包体捕虏晶-暗色环边的角闪石(为镁角闪石)和包体-暗色环边的黑云母(为镁质黑云母)具壳幔型特征。寄主岩和包体捕虏晶的角闪石具有近似的成分和结晶环境,显示包体与寄主岩间存在成分交换。早期富水岩浆有利于磁铁矿和钛铁矿结晶,使晚期结晶的暗色环边矿物(黑云母和角闪石)具有较高的MgO含量和较低的FeO~T含量,以及最低的结晶温度和压力。     

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.      

东昆仑造山带晚三叠世岩浆混合作用：以和勒冈希里克特花岗闪长岩体为例

东昆仑造山带晚华力西期-印支期花岗质岩石中广泛发育暗色微粒包体.本文以东昆仑东段和勒冈希里克特花岗闪长岩体为例,对暗色微粒包体及其寄主岩进行了详细研究.包体的野外产出特征、形态、结构构造和矿物学特征表明,他们是基性岩浆进入中酸性岩浆快速冷凝结晶的产物,和寄主花岗岩有着相似的稀土元素配分模式,显示轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土元素分馏明显的特征,微量元素蛛网图也具有明显的相似性,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,反映了岩浆混合作用的特征;LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学研究显示,暗色微粒包体的形成年龄为(224.9±4.1)Ma,与寄主岩的同位素年龄值(225±5)Ma在误差范围内一致,表明了在晚三叠世期间东昆仑地区存在着后碰撞阶段壳-幔岩浆混合作用.     

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(...     

东昆仑造山带花岗岩及地壳生长

东昆仑造山带是青藏高原内可与冈底斯相媲美的又一条巨型构造岩浆岩带。该带内的花岗岩形成可以划分为4个时段,分别与4个造山旋回相对应：前寒武纪（元古宙）;早古生代;晚古生代—早中生代;晚中生代—新生代。其中,以晚古生代—早中生代（或称华力西—印支旋回）、特别是三叠纪的花岗岩最为发育。东昆仑造山带基底主要形成于古元古代晚期。其早古生代构造-岩浆事件序列与北祁连造山带可以对比,属祁连—东昆仑加里东造山系统的一部分。到晚古生代—早中生代时东昆仑卷入古特提斯构造体制,属于古特提斯造山系统的北缘。华力西—印支是一个完整的造山旋回,与西南“三江”古特提斯的演化历史相似。昆南缝合带是当时中国南北大陆的主要构造分界线。新生代印度—欧亚大陆的碰撞,使东昆仑造山带又卷入了青藏大陆碰撞造山系统,但对东昆仑的影响是一种远程效应。 　　东昆仑造山带大陆地壳主要形成于古元古代晚期,但在显生宙还有新生地壳 （juvenile crust） 产生,与兴蒙、冈底斯、安第斯等造山带相似。东昆仑花岗岩带中丰富的幔源岩浆底侵作用与壳-幔源岩浆混合作用的证据,以及花岗岩类的Nd、Sr同位素成份（87Sr/ 86Sr初始值多数小于0.710;εNd（t ）值变化于－9.2和＋3.6之间）,说明 地幔物质的注入及其与地壳物质的混合,对显生宙地壳的形成演化起着重要作用,是显生宙东昆仑地壳生长的重要方式。根据花岗质寄主岩、镁铁质暗色微粒包体（MME）及底侵辉长岩的锆石SHRIMP U-Pb定年,东昆仑造山带在显生宙发生过两次大规模的底侵作用与岩浆混合作用,一次在早-中泥盆世（394~403 Ma）,另一次在中三叠世（239～242 Ma）,分别相当于加里东旋回、华力西-印支旋回的俯冲结束/碰撞开始阶段。     

Mineralogy, whole-rock and Sr-Nd isotope geochemistry of mafic microgranular enclaves in Cretaceous Dagbasi granitoids, Eastern Pontides, NE Turkey: Evidence of magma mixing, mingling and chemical equilibration

Rocks of the Late Cretaceous Dagbasi Pluton (88-83 Ma), located in the eastern Pontides, include mafic microgranular enclaves (MMEs) ranging from a few centimetres to metres in size, and from ellipsoidal to ovoid in shape. The MMEs are composed of gabbroic diorite, diorite and tonalite, whereas the felsic host rocks comprise mainly tonalite, granodiorite and monzogranite based on both mineralogical and chemical compositions. MMEs are characterized by a fine-grained, equigranular and hypidiomorphic texture. The common texture of felsic host rocks is equigranular and also reveals some special types of microscopic textures, e.g., oscillatory-zoned plagioclase, poikilitic K-feldspar, small lath-shaped plagioclase in large plagioclase, blade-shaped biotite, acicular apatite, spike zones in plagioclase and spongy-cellular plagioclase textures and rounded plagioclase megacrysts in MMEs. Compositions of plagioclases (An₃₃-An₆₀), hornblendes (Mg#=0.77-1.0) and biotites (Mg#=0.61-0.63) of MMEs are slightly distinct or similar to those of host rocks (An_12-57; hbl Mg#=0.63-1.0; Bi Mg#=0.50-0.69), which suggest partial to complete equilibration during mafic-felsic magma interactions.The felsic host rocks have SiO₂ between 60 and 76 wt% and display low to slightly medium-K tholeiitic to calc-alkaline and peraluminous to slightly metaluminous characteristics. Chondrite-normalized rare-earth element (REE) patterns are fractionated (La_cn/Lu_cn=1.5-7.3) with pronounced negative Eu anomalies (Eu/Eu*=0.46-1.1). Initial ε_Nd(i) values vary between −3.1 and 1.6, initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr values between 0.7056 and 0.7067.Compared with the host rocks, the MMEs are characterized by relatively high Mg-number of 22-52, low contents of SiO₂ (53-63 wt%), low ASI (0.7-1.1) and low to medium-K tholeiitic to calc-alkaline, metaluminous to peraluminous composition. Chondrite-normalized REE patterns are relatively flat [(La/Yb)_cn=1.4-3.9; (Tb/Yb)_cn=0.9-1.5] and show small negative Eu anomalies (Eu/Eu*=0.63-1.01). Isotope signatures of these rocks (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_(i)=0.7054-0.7055; ε_Nd(i)=-1.0 to 1.9) are largely similar to the host rocks. Gabbroic diorite enclaves have relatively low contents of SiO₂, ASI; high Mg#, CaO, Al₂O₃, TiO₂, P₂O₅, Sr and Nb concentrations compared to dioritic and tonalitic enclaves.The geochemical and isotopic similarities between the MMEs and their host rocks indicate that the enclaves are of mixed origin and are most probably formed by the interaction between the lower crust- and mantle-derived magmas. All the geochemical data suggest that a basic magma derived from an enriched subcontinental lithospheric mantle, interacted with a crustal melt that originated from dehydration melting of the mafic lower crust at deep crustal levels. The existence of compositional and textural disequilibrium and the nature of chemical and isotopic variation in these rock types indicate that magma mixing/mingling between an evolved mafic and a granitic magma was involved in their genesis. Microgranular enclaves are thus interpreted to be globules of a more mafic magma probably from an enriched lithospheric mantle source. Al-in-amphibole estimates the pluton emplacement at ca. 0.3-3.8 kbar, and therefore, magma mixing and mingling must have occurred at 3.8 kbar or below this level.     

幔源岩浆持续提供热的有力证据：以湘南九嶷山花岗岩体中暗色包体成因研究为例

湘南九嶷山复式花岗岩体位于南岭西段, 由一个加里东期岩体和四个燕山期岩体组成。其西侧金鸡岭岩体中广泛发育形态多样的暗色包体。本次选取一个2m×2.5m不规则椭球形包体开展研究, 发现它与寄主岩具有较为相近的年龄、矿物组合、地球化学和同位素特征: (1)SIMS锆石U-Pb定年结果显示寄主岩和暗色包体的年龄分别为154.0±1.6Ma和151.4±2.1Ma, 两者在误差范围内一致; (2)两者均以钾长石、石英、斜长石、黑云母、磷灰石、锆石等为主要的矿物组成, 但在矿物组成比例、粒度和形态上有所差距; (3)寄主岩和暗色包体的SiO₂含量分别为70.9%~75.6%和67.3%~68.0%, 两者均富集大离子亲石元素(LILE)而亏损高场强元素(HFSE), 但暗色包体的LILE略低于寄主岩而HFSE略高于寄主岩; (4)寄主岩的ε_Hf(t)值和δ¹⁸O值分别为-8.6~-0.4和7.8‰~8.9‰, 包体的ε_Hf(t)值和δ¹⁸O值分别为-7.0~+1.6和7.3‰~8.9‰。这些特征表明, 金鸡岭暗色包体是由富钾的下地壳玄武质变质火成岩在受到幔源岩浆持续加热后发生部分熔融, 熔融产物注入到已存在于中上地壳的岩浆房中(寄主岩)后发生淬冷作用形成的。尽管寄主岩和暗色包体均是下地壳物质发生部分熔融的产物, 但地壳成分的不均一性导致两者拥有略有差异的同位素和元素组成。沿南岭郴州-临武北东走向断裂带从南向北依次分布有姑婆山、铜山岭、九峰、骑田岭、宝山、锡田花岗质岩体, 其所含暗色包体的ε_Hf(t)和δ¹⁸O值从亏损(+8、5‰)到富集(-8、9‰)变化范围很大, 表明南岭地区暗色包体成因模式具有多样性, 但无论是哪种类型, 幔源岩浆的长期活动持续为下地壳的熔融和岩浆房演化提供热量是一个必不可少的重要因素。

     

Paleo-Tethyan Oceanic Crust Subduction in the Eastern Section of the East Kunlun Orogenic Belt: Geochronology and Petrogenesis of the Qushi'ang Granodiorite

The Qushi'ang granodiorite(QSG) is located at the central east of the ophiolitic melange belt in the East Kunlun Orogenic Belt(EKOB) in the northern margin of the Qinghai-Tibetan Plateau. LA-MC-ICP-MS zircon U–Pb dating suggests that the granodiorite and mafic microgranular enclaves(MMEs) crystallized 246.61±0.62 and 245.45±0.9 Ma ago, respectively. Granodiorite, porphyritic diorite, and MMEs are metaluminous and medium-K calk-alkaline series, with island-arc magma features, such as LILE enrichment and HFSE depletion. The porphyritic diorite has high Cr(13.50 ppm to 59.01 ppm), Ni(228.53 ppm to 261.29 ppm), and Mg~#(46–54). Granodiorite and porphyritic diorite have similar mineral compositions and evolved major and trace elements contents, particularly Cr and Ni, both of which are significantly higher than that in granites of the same period. The crystallization age of MMEs is close to that of granodiorite, and their major and trace elements contents are in-between porphyritic diorite and granodiorite. The results suggest that the original mafic magma, which was the product of mantle melting by subduction process, intruded into the lower crust(Kuhai Rock Group), resulting in the formation of granodiorite. Countinous intrusion of mafic magma into the unconsolidated granodiorite formed MMEs and porphyritic diorite. The granodiorite reformed by late-stage strike-slip faulting tectonic event indicates that the strike-slip fault of Middle Kunlun and the collision of the Bayanhar block with East Kunlun were later than 246 Ma. Therefore, the formation of the QSG not only indicates the critical period of evolution of East Kunlun but also represents the tectonic transition from oceanic crust subduction to slab breaking.     

东昆仑古特提斯后碰撞阶段伸展作用:来自晚三叠世岩浆岩的证据

通过对东昆仑造山带晚三叠世岩浆岩的岩石类型、形成时代、岩石地球化学和同位素地球化学资料综合分析,对岩浆岩的岩石组合、分布特征和岩石成因进行研究,探讨东昆仑造山带晚三叠世构造演化的地球动力学背景。东昆仑造山带晚三叠世是古特提斯演化过程中重要的构造转换期,岩浆岩岩石类型多样,主要包括辉长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩和正长花岗岩,并且广泛出露具埃达克质特征的岩浆岩和A型花岗岩。晚三叠世岩浆岩的出露规模与俯冲阶段相比,规模较小,一般以小岩体、岩株和岩脉侵入于早期岩体和地层中。东昆仑晚三叠世岩浆岩主体为准铝-弱过铝质高钾钙碱性-钾玄岩系列,轻重稀土元素具有一定分异,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,岩石类型不同时分异程度、富集和亏损程度有一定差异。大部分晚三叠世花岗质岩浆岩的同位素特征与晚二叠世-三叠纪镁铁质岩浆岩近似,部分具有更高的εNd(t)和εHf(t)值。镁铁质岩浆岩、普通花岗岩、埃达克质岩浆岩在东昆仑各个构造带皆有分布,A型花岗岩主要分布在祁漫塔格构造带(东昆北)的阿牙克库木湖-香日德断裂附近。东昆仑晚三叠世镁铁质岩浆岩具有弧岩浆岩特征,为俯冲流体交代的地幔楔部分熔融产物。普通花岗岩和埃达克质岩浆岩多为新生下地壳部分熔融产物,少量埃达克质岩浆岩由于与地幔的交代作用,具有幔源特征。A型花岗岩为残留下地壳部分熔融的产物。部分普通花岗岩、埃达克质岩浆岩和A型花岗岩由于岩浆混合作用,具幔源特征。构造环境研究表明,东昆仑在晚三叠世进入古特提斯演化的后碰撞阶段。巴颜喀拉地块同东昆仑地块的持续碰撞导致地壳加厚,密度增大,使岩石圈重力不稳定发生拆沉作用,引发岩石圈地幔减压熔融,产生大量的镁铁质岩浆岩;镁铁质岩浆底侵不同类型地壳熔融及拆沉地壳部分熔融而形成的岩浆交代地幔,以及岩浆混合和岩浆后期演化,形成了东昆仑造山带晚三叠世丰富多样的岩浆岩。     

西藏甲玛铜多金属矿床暗色包体岩石成因:对岩浆混合和成矿的启示

岩浆混合作用的研究对揭示壳幔相互作用,探讨成岩成矿过程具有重要意义。甲玛矿区位于冈底斯成矿带东段,为超大型斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床,矿区内的中酸性岩浆岩中普遍发育暗色包体,对其中的暗色包体中的闪长质包体开展详细的岩相学、岩石地球化学、Hf同位素地球化学及U-Pb同位素地质年代学等方面研究以期查明岩石成因,为岩浆混合作用和成矿作出启示,完善甲玛成岩成矿模型。岩相学观察表明,闪长质包体及寄主岩浆岩中存在多种反映岩浆混合作用的典型组构,如长石-石英熔蚀结构、石英镶边结构、长石交代筛状结构、长石反环带结构、磷灰石针柱状结构等,锆石LA-ICP-MS UPb同位素定年结果显示,包体形成时代(15. 3±0. 3Ma)与中酸性寄主岩石在误差范围内一致,也符合了岩浆混合作用的存在。闪长质包体化学成分上类似高Mg埃达克岩(MgO=3. 53%～6. 62%,Sr/Y=20～57,(La/Yb)N=51～64),具有低SiO_2(52. 44%～59. 45%),高K_2O(3. 19%～5. 62%),高相容元素(Ni=86×10~(-6)～146×10~(-6); Cr=102×10~(-6)～228×10~(-6))的特征,∑REE高于中酸性寄主岩浆岩,且轻重稀土分异明显((LREE/HREE)N=21～23),富集LILE(Rb=189×10~(-6)～284×10~(-6),Sr=498×10~(-6)～658×10~(-6),Ba=1247×10~(-6)～1378×10~(-6)),相对亏损HFSE(Nb、Ta、Ti),在稀土元素配分图及微量元素蛛网图中闪长质包体介于冈底斯带碰撞后时期的超钾镁铁质岩(来源于富集的岩石圈地幔)与甲玛中酸性寄主岩浆岩(主要来源于加厚新生下地壳)之间,Hf同位素(ε_(Hf)(t)=-0. 9～4. 6)同样也介于超钾镁铁质岩与花岗闪长斑岩(代表中酸性寄主岩浆)之间。这些特征说明闪长质包体是富集的岩石圈地幔部分熔融形成的镁铁质岩浆与加厚新生下地壳部分熔融形成的中酸性岩浆发生混合的产物,同时指示了东冈底斯带中新世时期也存在岩石圈地幔伸展对流减薄事件,以及证实了南拉萨地体广泛分布的高钾埃达克质岩在形成过程中,伴随着与富集岩石圈地幔来源的超钾镁铁质岩浆发生不同程度混合。此外,富集的岩石圈地幔部分熔融形成的镁铁质岩浆的混入,将会为中酸性岩浆系统加入大量的水和金属物质,这也是控制甲玛超大型斑岩-矽卡岩型矿床形成的关键因素。     

同源岩浆不同期次之间混合产生的暗色包体——以北拉萨地块中部晚白垩世桑心日岩体为例

本文在研究西藏北拉萨块体中段桑心日岩体中的暗色包体时发现了一种具有特殊岩石成因的暗色包体。暗色包体呈椭球状,在暗色包体和寄主岩的接触面上通常形成一个明显的可能由风化作用造成的间隙面。暗色包体为二长玢岩-花岗闪长玢岩,寄主岩为花岗岩,暗色包体明显较寄主岩更基性,更富Na_2O、CaO、MgO和Fe_2O_3~T。暗色包体和寄主岩具有明显不同的稀土元素特征,暗色包体的稀土元素含量变化较大,最基性样品具有最高的稀土含量,随着基性程度的降低稀土元素含量明显下降。随着岩浆的进一步演化,岩浆向花岗岩方向演化,稀土含量又逐步升高。寄主岩和暗色包体具有基本一致的微量元素组成,具有典型的弧岩浆岩的特征,富集Rb、Cs、K等大离子亲石元素和Th、U,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。此外,暗色包体和寄主岩具有明显的Ba、Sr的负异常。暗色包体成岩年龄为75. 6±1. 2Ma,寄主岩的成岩年龄为71. 8±0. 6Ma,暗色包体成岩年龄较寄主岩早约4Myr。两者具有一致的锆石原位Lu-Hf同位素特征。综合以上岩相学、年代学、元素地球化学和同位素地球化学证据,我们认为桑心日暗色包体和寄主岩来源于同源母岩浆,初始岩浆在母岩浆房中经历了不同程度的含钾角闪石结晶分离作用,并沿早期较弱的构造裂隙侵入到地壳的某一层位,随着构造活动进一步加剧,经过进一步分异母岩浆大规模上侵,并将早先侵位处于半塑性状态的暗色包体侵吞、裹挟至近地表。桑心日暗色包体最可能的成因模式可以解释为同源岩浆不同期次间的物理混合。