赣东北前寒武纪港边杂岩体的岩浆混合(和)作用及其地质意义

赣东北地区沿江绍断裂北缘和江南造山带南侧有大量的前寒武纪火山侵入杂岩呈带状分布,主要由大面积的陆相火山岩和若干长英质镁铁质火成杂岩体组成,后者中出露面积最大的港边杂岩体在填图尺度上可划分为长英质岩、镁铁质岩和过渡性岩3大组成部分,长英质岩颗粒锆石U_Pb谐和不一致曲线上交点年龄为822±4Ma,代表杂岩体中岩浆混合作用发生的时间。港边岩体中长英质岩石的Nd模式年龄为1·49~1·68Ga,镁铁质岩中玄武质岩石为1·51~2·21Ga,辉长岩的Nd模式年龄与玄武质岩石基本相同,为1·54~2·13Ga,经计算的过渡性岩石的Nd模式年龄为1·58~1·90Ga,因此认为镁铁质岩石从源区分离的时间要远早于长英质岩石,而过渡性岩石含有前两个端员岩浆相互混合(和)的信息。长英质岩石的εNd(t=822Ma)值为-0·8^-4·4,87Sr/86Sr(822)比值为0·70368~0·70549;玄武质岩石的εNd(822)值为-2·6^+2·3,87Sr/86Sr(822)比值为0·70387~0·70527,这反映了镁铁质岩浆的源区接近总地球,长英质岩浆则来自具壳幔混合性质的EMⅠ型地幔的源区。可以推测,赣东北前寒武纪也曾发生过岩浆底侵作用。底侵作用对港边火成杂岩体岩浆的形成起着重要的作用。底侵于壳幔边界的玄武质岩浆使地壳熔融形成长英质岩浆并聚集于浅部岩浆房。随着长英质岩浆房降温,长英质岩浆的结晶度和粘度增加,其物理状态发生液态→(固+液)混合态→固态的变化;当玄武质岩浆穿透下地壳并不断进入物理状态变化的长英质岩浆房时,持续地发生两种岩浆的化学混合作用或两岩浆的机械混合作用或玄武质岩浆的侵入,其混合作用的时间以长英质岩锆石的U_Pb谐和不一致曲线上交点年龄822±4Ma界定。根据Nd模式年龄(tDM)和Nd富集系数(fSm/Nd)分布特征,可以确定中元古代江南造山带为太古宙扬子古陆核的横向增生体,而新元古代陆相火山侵入杂岩带则横向增生于江南造山带南缘。至此,扬子古陆横向增生作用结束,开始与华夏古陆拼贴,包括港边火成杂岩体在内的新元古代火山侵入杂岩带则成为两古陆连结的纽带。

冈底斯岩浆带中段岩浆混合作用:来自花岗杂岩的证据

巨型冈底斯岩浆岩带横旦于青藏高原南部,主要由花岗质岩石组成,其中存在大量的镁铁质微粒包体,以辉长岩为主的基性岩相对集中在岩浆岩带南部。辉长岩类与花岗质岩石呈渐变过渡关系。辉长岩中出现有石英,暗色矿物沿着长石颗粒边部分布,花岗闪长岩中出现有基性倍长石(An＞80),辉长岩中有中长石(An=45)出现,镁铁质微粒包体(MME)包体中倍长石-钙长石(An=72～90)和中长石(An=37)共存,这些矿物组合的不协调现象是岩浆演化过程中混合作用的表现形式;MME的化学成分相对高钾、铝和铁镁,MME、花岗岩类寄主岩及辉长岩类岩石化学成分呈直线变异趋势(相对MgO), MME的SiO_2和K_2O、Na_2O成分的过渡性变化也都反映出混合作用特征;基性辉长岩类、酸性花岗质岩石和MME包体的稀土配分模式基本一致,其微量元素特征也具有明显的一致性,反映了岩浆混合作用的特征;辉长岩类的^(143)Nd/^(144)Nd比值较高,^(87) Sr/^(86)Sr比值较低,而偏酸性的花岗质岩石中^(143)Nd/^(144)Nd比值较低,^(87)Sr/^(86)Sr比值较高,构成直线性分布趋势,并位于地幔演化线的延伸方向上,显示区域岩浆混合作用特征;辉长岩、花岗岩类和MME的同位素年龄值十分接近,也表明三者属于岩浆混合作用产物。研究证明,冈底斯岩浆岩带中不同岩性均由不同比例的基性端元和酸性端元成分混合而成,其中基性端元成分所占的比例变化在16%～90%不等,仅从侵入岩浆推算,幔源基性岩浆对冈底斯地壳垂向增厚的贡献率超过5%。可以推断,随着俯冲-碰撞过程中产生的基性岩浆底侵作用,冈底斯岩浆岩带发生壳幔岩浆混合作用,其时代为50～45Ma,属于印度-欧亚大陆碰撞开始15Ma后的主碰撞期内,岩浆混合作用是碰撞过程中壳幔物质与成分交换的主要形式之一,是研究主碰撞带北部青藏高原的陆壳增生与改造、地壳结构及成分变化重要途径之一。

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(maficmicrogranularenclave——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。

天池火山千年大喷发的岩浆混合作用与喷发机制初步探讨

根据岩浆演化和地球物理深部探测,天池火山之下存在地壳和地幔双层岩浆房。地幔玄武质岩浆向地壳岩浆房的补给,保持了天池火山逾百万年持续不断的喷发活动。本文从天池火山千年大喷发浮岩中的玄武质粗安岩-粗安岩角砾和条带状岩浆的岩相学、矿物学和岩石化学研究,提出地幔的粗面玄武质岩浆向地壳岩浆房的注入,触发千年大喷发,初步探讨了天池火山千年大喷发的岩浆混合作用与喷发机制。

普朗斑岩铜矿岩浆混合作用：岩石学及元素地球化学证据

普朗斑岩铜矿花岗闪长斑岩中存在大量的随机分布的镁铁质微粒包体,包体与寄主岩存在渐变接触关系。包体成分为闪长质,具有岩浆结构,存在针状磷灰石,显示了快速冷却结晶的特征。包体内可见具有暗色矿物镶边的眼球状石英,表明存在岩浆混合作用。元素地球化学特征显示包体与寄主岩之间有成分交换。包体和寄主岩强不相容元素均富集,高场强元素Nb、Ta、Ti均表现出显著的负异常,具有典型的岛弧岩浆岩的微量元素特征,包体和寄主岩Mg#均较高,源区均有幔源岩浆的贡献。普朗斑岩铜矿蚀变矿化模式反映了其成矿环境偏基性,暗示镁铁质岩浆的加入对成矿具有贡献。

铜陵地区燕山期侵入岩成因与三端元岩浆混合作用

本文从岩石学、矿物学、岩石化学、同位素地球化学方面探讨了铜陵地区岩浆演化的制约因素。显微镜下发现了岩浆混合结构。研究表明岩浆混合作用属较均一的化学混合。高钾钙碱性-钾玄岩系列岩石组合表明燕山早期为加厚的陆壳或具有山根的造山带,岩浆形成于55km以下。Izanagi板块俯冲及大陆岩石圈拆沉减薄诱发软流圈物质上涌,减压熔融产生玄武岩岩浆,底侵并加热下地壳物质部分熔融产生正长岩岩浆。参与岩浆混合的是进化的玄武岩岩浆。铜陵地区侵入岩主要是三端元岩浆——玄武岩岩浆、正长岩岩浆和花岗岩岩浆混合的产物。

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。

南岭中段郴州一带中、晚侏罗世花岗岩浆的混合作用——来自镁铁质微粒包体的证据

镁铁质微粒包体在南岭中段中、晚侏罗世花岗岩中分布十分普遍,其分布规律是,岩体内同阶段较早次形成的岩石单元含量高,较晚次单元中含量少甚至无;与钨、锡、钼、铋等多金属矿有关的花岗岩体中微粒包体的含量高且个体大,而与矿化无关的岩体中含量少、个体小。对包体的颜色、形态、结构、成分、岩性等方面的综合研究表明,包体为岩浆成因。包体中出现明显的不平衡矿物组合和结构,发育针状磷灰石晶体,出现嵌晶状石英和碱性长石,显示出岩浆混合的岩相学特征,表明该区中、晚侏罗世花岗岩的成因为壳-幔岩浆混合而成的。研究还表明,区内岩浆混合作用的强弱、基性物质加入的多少都与锡成矿作用的好坏有直接关系。

阿尔金造山带南缘岩浆混合作用:玉苏普阿勒克塔格岩体岩石学和地球化学证据

阿尔金造山带南缘玉苏普阿勒克塔格岩体中的似斑状中粗粒黑云钾长花岗岩发育有岩浆成因的暗色包体,并且该花岗岩被花岗细晶岩呈脉状侵入。该岩体含有丰富的岩浆混合作用特征:如暗色包体中的碱性长石斑晶、针状磷灰石、长石的环斑结构、石英/斜长石主晶和榍石眼斑等。暗色包体、寄主花岗岩和花岗细晶岩代表了岩浆混合演化过程中不同端元比例混合的产物。地球化学特征上,钾长花岗岩和暗色包体的主要氧化物含量在 Harker 图解中多呈线性变化。暗色包体主要为闪长质,MgO、K_2O 含量高,为钾玄岩系列,总体上高场强元素不亏损,显示了岩浆混合中的基性端元信息,可能为幔源熔体结晶分异或壳幔物质的混合产物。寄主花岗岩均为准铝质,富碱,为高钾钙碱性系列,亏损 Nb、Ta、Sr、P、Ti 等高场强元素, 高K_2O/Na_2O,富集高不相容元素,Ga 含量高,显示了 A 型花岗岩的特征,Th/U 和 Nb/Ta 比值分别介于为6.67～10.96、8.99～11.94,代表了下地壳源区。花岗细晶岩均为钠质、过铝质,TiO_2、MgO 含量低,Na_2O 和 CaO 含量高,具有混合岩浆侵位后分异的特征。岩相学和地球化学特征说明岩浆混合作用对于环斑结构花岗岩的形成起到重要作用。花岗细晶岩中环斑长石的斜长石外环与钾长石内核的厚度比大于钾长花岗岩中的环斑长石,指示混合岩浆在一定的减压条件下更有利于环斑结构的形成。玉苏普阿勒克塔格岩体中的钾玄质暗色包体、高钾钙碱性花岗岩和中钾钙碱性花岗细晶岩代表了岩浆演化不同阶段的产物,反映了一个幔源岩浆和下地壳不断相互作用,引起地壳连续伸展减薄的过程,指示阿尔金南缘在早古生代末期存在造山后伸展背景下的幔源岩浆底侵作用。同一岩体中两种不同时代岩性的环斑结构显示了该岩体形成历史中的一定时空演化关系,代表了伸展过程中不同阶段的产物。

浙江普陀山黑云母钾长花岗岩及其岩石包体的地球化学与岩浆混合作用

浙江普陀山岩体是我国东南沿海产出的由多阶段岩浆作用形成的典型I_A型复合花岗质杂岩体。锆石U_Pb定年结果显示该杂岩体主要由 3期岩浆侵入活动形成 ,自早至晚分别为石英闪长玢岩 (约 170Ma)、黑云母钾长花岗岩 (约 110Ma)和晶洞钾长花岗岩 (约 90Ma) ,其中黑云母钾长花岗岩是该杂岩体的主体岩性 ,在该类岩石中常发育有丰富的深色闪长质包体。本文重点研究了该杂岩体中的黑云母钾长花岗岩 (寄主岩 )及其中的深色闪长质包体。寄主花岗岩为高演化的I型花岗岩 ,地球化学特征表现为高硅、富碱、准铝或弱过铝质 ,富大离子亲石元素 (如Rb、Th等 )和轻稀土元素 (LREE/HREE =8.5 8～ 13.83) ,具有中强的铕负异常 (δEu =0 .2 9～ 0 .4 3) ,并显著亏损Sr、Ba、P和Ti等。闪长质包体与寄主岩之间主、微量元素表现出混合成因的演化趋势 ,二者具有相似的Nd同位素组成〔εNd(t)值分别为 - 6 .30～ - 6 .6 0和 - 6 .95～ - 7.12〕 ,均表现出壳幔混源花岗岩类岩石的特点。对包体与寄主岩产出构造背景和地球化学特征的综合分析表明 ,该杂岩体中的深色闪长质包体是在伸展引张构造背景下 。

西藏冈底斯东部然乌地区早白垩世岩浆混合作用：锆石SHRIM PU-Pb年龄和Hf同位素证据

目前对西藏冈底斯带早白垩世大规模岩浆作用的岩石成因以及冈底斯带不同构造单元的东延仍存在不同看法。为探讨这些问题,文中对冈底斯带东部地区然乌岩体中的闪长岩脉进行了锆石SHRIM PU-Pb定年和锆石Hf同位素分析。结果表明:然乌岩体中闪长岩脉的锆石SHRIM PU-Pb年龄为(114.2±0.9)Ma,与二长花岗岩为同期侵位。然乌闪长岩脉具有不均一的锆石Hf同位素组成,其εHf(t)值介于-4.2～+4.9,对应的Hf同位素地壳模式年龄为0.85～1.44Ga。闪长岩脉的全岩εNd(t)值为-4.7,Nd同位素两阶段模式年龄(TDM2)为1.29Ga,与锆石Hf同位素模式年龄一致。然乌地区同期发生的闪长质岩浆和花岗质岩浆侵位以及不均一的锆石Hf同位素组成,很可能表明然乌地区大约在115Ma发生了重要的岩浆混合作用。结合锆石Hf同位素地壳模式年龄的区域性对比,我们认为,与北冈底斯带相比,然乌地区同中冈底斯带之间具有更好的可对比性。

大兴安岭北端阿乌尼地区中生代杂岩体的岩浆混合作用

通过外野地质特征、岩相学、岩石地球化学等方面的研究,从不同的角度论证了大兴安岭阿乌尼地区出露的岩浆杂岩体在成因上具有岩浆混合作用的特点。同位素上具低的Sr初始比值和正的εN(dt)值,明显具有幔源特点,而微量元素相对富集大离子亲石元素和高场强元素又具有壳源特征,表明阿乌尼地区的岩浆岩可能是壳幔相互作用的产物。

岩浆混合作用研究综述

本文详细阐述了近年来国内外对岩浆混合作用的研究进展,集中在混合作用的验证及地幔物质参与对混合作用的影响。从能量、物质运移的角度认识岩浆混合作用,以揭示上地幔、地壳的信息,并为认识区域构造-岩浆演化提供约束。综合归纳了岩浆混合作用主要的研究方法,系统总结了混合作用发生的规律及主要影响因素,并应用已有理论和数据进行简单的数值模拟,合理解释岩脉的不混合特征。作为壳-幔间物质与能量交换的重要形式,阐述了岩浆混合与底侵作用的关系,并介绍了常见的岩浆混合作用岩石成因模型。最后说明了岩浆混合作用今后的发展趋势和存在问题。

浙东晚中生代岩浆混合作用新证据:新昌儒岙岩石包体群的发现与地质意义

在浙江东部新昌儒岙花岗岩体中,新发现大量闪长岩-石英闪长岩包体.它们成群出现,大小不一,大部分呈圆或次圆形,具微细粒结构和冷凝边构造,并发育针状磷灰石.包体的分布,形态和结构构造特点表明,它们属淬冷包体.在化学上,岩石包体与寄主花岗岩及共生的辉绿岩都属亚碱性系列.微量元素协变关系证实,它们由玄武质岩浆和花岗质岩浆不均匀混合形成.新昌儒岙岩石包体群的发现和研究,为研究浙东地区晚中生代的岩浆混合作用、壳幔作用及花岗岩的成因提供了一个新的例证.

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。

郭家岭岩体壳幔岩浆混合作用与侵位机制的动力学研究

暗色包体、岩石地球化学及Ｎｄ．Ｓｒ同位素的研究一致表明，胶东金矿区的郭家岭岩体是由壳幔岩浆混合形成的，混合比大体为３：２。该岩体岩性均一，缺少长英质端元和过渡性岩石类型正是壳幔岩浆混合程度高的表现。以胶东群地层１５０ＭＰａ．８５０℃条件下的部分熔融产物（熔体分数约３５％）作为长英质端元，最偏基性的闪长质包体作镁铁质端元，按３：２的混合比较好地模拟了该岩体的成分，同时也满足了分层岩浆房发生整体对流的动力学条件。根据暗色包体计算了岩体的侵位速度，结果表明该岩体很可能是沿着现在的艾山岩体所占据的断裂通道侵位的。岩体呈ＥＷ向带状产出反映了基底构造──栖霞复背斜对该岩体形成的控制作用。

浙东早白垩世岩浆混合作用:新昌小将岩体U-Pb年代学及地球化学证据

在中国东南沿海地区广泛发育的中生代中酸性岩浆岩中多处发现了暗色包体，被认为是大规模壳幔相互作用和岩浆混合作用的产物。本文获得了浙东新昌地区小将岩体的花岗岩及暗色闪长质包体的锆石U-Pb年代学和和地球化学新结果。锆石U-Pb定年表明寄主花岗岩（121．1±0．9Ma）与暗色闪长质包体（117．6±1．0Ma）近于同期形成于早白垩纪。寄主花岗岩为高硅、富碱、富钾、准铝质或弱过铝质的钙碱性花岗岩，具有较强的铕负异常（8Eu=0．23～0．30）和Sr、Ba、P和Ti等元素的亏损，属于高分异的I型花岗岩；暗色闪长质包体具有重稀土亏损的特征，与寄主花岗岩在主量和微量元素上呈现混合作用趋势。小将岩体的上述特征与浙东晚中生代和福建沿海同期的岩浆岩特征一致，它们可能都是在早白垩纪伸展构造背景下，起源于俯冲交代的岩石圈地幔部分熔融产生的基性岩浆或者演化为闪长质成分，并与壳源花岗质岩浆发生混合作用的结果。本文研究为浙东及浙闽沿海地区晚中生代壳-幔作用和岩浆混合作用提供了新的证据。

浙江新昌早白垩世复合岩流中的岩浆混合作用

浙江新昌拔茅地区早白垩世复合岩流中各种火山岩（Ｒｂ－Ｓｒ等时线年龄为９６．３Ｍａ）属高钾钙碱性岩系，在其中发现了中生代火山活动中岩浆混合作用的确凿证据，岩相学及地球化学研究表明，这种复合岩流中的安山质岩浆是由同时代橄榄拉斑玄武岩浆和流纹岩浆相互混合而形成的。

平潭和漳州深成杂岩中斜长石捕虏晶与岩浆混合作用

在闽东南平潭和漳州火成杂岩中，广泛发育岩浆混合现象，表现为花岗质岩石中存在辉长－闪长质同深成岩墙和淬冷岩石包体。花岗质和闪长质岩石中普遍存在Ａｎ＞７０％的斜长石捕虏晶。这种成分的斜长石是辉长岩特有的，而不是任一种花岗岩的斑晶。在斜长石捕虏晶四周，都有与花岗岩中的斜长石成分相当的斜长石加生膜。斜长石捕虏晶可分为自形的、熔融状、筛孔状和碎片状等四类。

岩浆混合作用:来自岩石包体的证据

镁铁质岩浆与长英质岩浆之间的混合作用是导致壳幔混源花岗岩类形成的主要机制。暗色、细粒且具火成结构的岩石包体是指示岩浆混合作用存在的可靠证据。这些岩石包体具有下列特征:(1)包体常呈等轴状,表明包体岩浆曾以液态球滴状存在于寄主岩浆中;(2)由于基性岩浆温度恒高于酸性岩浆(温度超出约300℃),这类包体常具有淬冷边;(3)包体有时含有反向脉;(4)包体中能见到自寄主岩浆捕获的长石捕虏晶。进一步分析了三个典型的含暗色微粒包体的花岗质杂岩(平潭、普陀山、花山—姑婆山)研究实例,认为暗色微粒包体的形成,可用来自深部岩浆房的玄武质岩浆向浅部酸性岩浆房的注入作用来解释。