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。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。

西藏仲巴微地体中新世马莜木富钾埃达克质岩及其内暗色微粒包体的成因

西藏南部的中新世含暗色微粒包体的富钾埃达克质岩被认为是之前的大陆地壳在石榴子石稳定压力下发生部分熔融的熔体与同时期的幔源超钾质火山岩发生岩浆混合或混杂的产物。为检验这一观点,本文对雅鲁藏布江缝合带西段仲巴微地体内的中新世马莜木富钾埃达克质岩及其内的暗色微粒包体开展了岩石学、锆石U-Pb定年、矿物电子探针分析以及全岩主微量元素和Sr-Nd同位素测试等方面的工作。结果显示暗色微粒包体和富钾埃达克质岩具有相似的结晶年龄(~17.5 Ma)、矿物组合(石英+长石+角闪石+黑云母)和矿物成分,但暗色微粒包体比富钾埃达克质岩含更多的角闪石和黑云母,且具有比富钾埃达克质岩低的K_(2)O和SiO_(2)以及高的MgO、TiO_(2)和P_(2)O_(5)含量。除此之外,富钾埃达克质岩和暗色微粒包体还表现出相似的全岩Sr-Nd同位素组成:富钾埃达克质岩的(87Sr/86Sr)i和εNd(t)值分别为0.70933~0.70950和-8.17~-6.72;暗色微粒包体的(87Sr/86Sr)i和εNd(t)值分别为0.70933~0.70941和-7.55~-6.57。这些特征表明,暗色微粒包体不是寄主富钾埃达克质岩与同时期具有更高K_(2)O含量的超钾质火山岩发生混合或混杂的产物,而可能是与寄主富钾埃达克质岩相关的细粒堆晶岩或同源包体。结合区域地质资料,本文认为马莜木富钾埃达克质岩是早期地壳内的富钾组分在石榴子石稳定压力下发生部分熔融的结果,并未与同时期的超钾质火山岩发生过岩浆混合或混杂。

微粒暗色包体中锆石的形态演化及其制约机制

在浙江青田钙碱性花岗岩的微粒暗色包体中存在着３种不同类型的锆石，其中，Ａ类错石具有最小的、但变化范围最大的Ｉ_（ｐｒ），Ｉ_（ｐｙ）和Ｉ_（ｅｌ）值；Ｃ类锆石与Ａ类锆石相反，具有最大的、但变化范围最小的 Ｉ_（ｐｒ）， Ｉ_（ｐｙ）和 Ｉ_（ｅｌ）值； Ｂ类锆石的晶型特征介于 Ａ类锆石与Ｃ类锆石之间．锆石的电子探针分析表明，微量元素（Ｈｆ， Ｕ， Ｙ， Ｔｈ）含量从 Ａ类锆石至 Ｃ类锆石呈现为连续增大的演化趋势，且伴随着含量的变化范围亦趋于增大．这些特征反映了Ａ类锆石、Ｂ类锆石和Ｃ类锆石依次形成于包体岩浆冷凝过程的不同阶段或包体岩浆侵入过程的不同空间位置．根据晶体的ＵＯ_２／ＨｆＯ_２，ＴｈＯ_2／Ｙ_2Ｏ_３，ＵＯ_２／（ＴｈＯ_２＋Ｙ_２Ｏ_３）比值分别与 Ｉ_（ｐｒ）， Ｉ_（ｐｙ）和 Ｉ_（ｅｌ）数值里显著的正相关性，可以认为锆石晶型变化是由于在不同锆石晶面上微量元素的差异性分配造成的．结合微粒暗色包体的岩石学特征和锆石的晶型和成分标型特征，可以推测包体岩浆可能同源于产生寄主花岗岩浆的部分熔融区，为该区残留物质部分熔融作用而分离出来的熔体。

东昆仑约格鲁岩体暗色微粒包体特征及成因

对东昆仑约格鲁花岗岩体中暗色微粒包体的形态、大小、成分和分布等主要特征进行了较详细地研究。发现包体形态多样,以强烈的塑性流变为特征;包体大小悬殊,多数直径为几十厘米,最大者长轴达4m;包体成分以闪长质为主,结构总体上比寄主岩石的粒度细,岩体中不同部位的包体成分和结构都有所变化;包体分布不均匀,经常呈族状、条带状密集分布,具定向性。镜下研究发现,在包体中经常见到针状磷灰石、石英捕虏晶和斜长石的自形内核环带及增生边等现象,显示了岩浆混合成因的特点。

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。

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。

藏北阿翁错复式岩体及其暗色微粒包体年龄、地球化学与地球动力学意义

对班公湖-怒江缝合带西段阿翁错复式岩体及其暗色微粒包体开展了岩石学、全岩地球化学及同位素年龄研究。结果表明,阿翁错复式岩体中出露大量闪长质暗色微粒包体,包体具典型的火成结构,发育针状磷灰石。寄主岩与包体均为准铝质、高钾钙碱性-钾玄岩系列过渡岩石,主要氧化物含量在Harker图解上具有良好的线性关系,稀土元素配分曲线和微量元素原始地幔标准化蛛网图具有高度的一致性,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;主量、微量元素同分母协变图中包体和寄主岩表现为良好的线性关系,表明二者之间的演化与岩浆混合作用关系密切;包体的原始岩浆可能来源于受俯冲带流体交代的地幔楔,寄主岩为幔源岩浆与熔融下地壳岩浆混合的产物,以熔融下地壳岩浆为主。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,显示岩浆混合作用发生在早白垩世。结合班公湖-怒江缝合带的演化及构造判别,认为阿翁错复式岩体形成于班公湖-怒江特提斯洋软碰撞阶段,为受俯冲带流体交代的地幔楔上升与其诱发的下地壳花岗质岩浆混合作用的产物。

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。

花岗岩暗色微粒包体特征及其研究方向

通过调研近年来国内外学者对于花岗岩类中暗色微粒包体的研究成果,总结了其野外地质、岩相学、地球化学和同位素等特征以及成因研究中的主要问题。暗色微粒包体(MME)广泛分布于I型花岗岩中,一般呈随机分布,形态多样,但以塑性特征为主;一般认为是岩浆混合成因,其原始物源是玄武质岩浆,具典型的火成岩结构,发育针状磷灰石、环带结构和筛状结构的斜长石;相对于寄主岩石,暗色微粒包体富Fe,Mg,贫Si,Na,其锆石U-Pb年龄在误差范围内与寄主岩石年龄一致等,反映了壳幔源岩浆的混合事件。暗色微粒包体与岩浆动力学行为、矿化关系及区域地质演化等方面值得进一步研究、探索。

滇西马厂箐岩体暗色微粒包体岩相学特征及成因机制探讨

对马厂箐岩体中发现的暗色微粒包体的岩相学研究后发现,暗色微粒包体为暗黑色、灰黑色,大部分呈浑圆状或次圆状,可见明显的塑性流变特点,且具有微细粒结构,发育针状磷灰石,部分包体中还含有寄主岩石中的钾长石和石英斑晶.这些岩相学特征都表明了马厂箐岩体中的暗色微粒包体是岩浆混合作用的产物.暗色微粒包体的发现反映了马厂箐岩体可能是壳幔岩浆混合成因,而幔源岩浆的注入是这套岩浆成矿的关键因素.

花岗岩暗色微粒包体中的水及其在包体研究中的意义

通过对广东萝岗等岩体的非均一暗色微粒包体的不同部位进行热重-红外三维分析,发现从包体边缘到中心水的含量逐渐递减,亦即包体边缘的挥发份流体多于中心部位,从一个侧面反映了包体在形成过程中内部温度的差异,由此解释了包体内部出现环带状构造的原因,并据此初步探讨了暗色微粒包体形成温度区间为715-850℃之间。

华南花岗岩暗色微粒包体成因研究

通过对暗色微粒包体的空间分布和形态特征以及包体矿物学、显微结构和岩石化学组成等方面的研究成果,在花岗岩"原地重熔"成因模型的基础上,建立了包体演化与熔渣演化的关系模型,证实包体的前身是捕虏体,后者代表从盖层落入岩浆中的岩块,包体则是岩块部分熔融后的残余物。不同类型、不同形态、不同基性度的包体,代表了岩石原地熔融过程中不同阶段的产物,富云包体反映了熔渣演化的最后阶段,在此基础上的进一步熔融即与寄主岩浆混成一体,完成了从岩石到岩浆的整个演化过程。

长英质岩石中暗色微粒包体的形成机理

通过对熔体网络结构中基性组分和酸性组分的分布特征和各自联结程度的定量描述，确定了岩浆液态分离作用发生的临界状态，长英质岩石中广泛分布的暗色微粒包体是岩浆演化过程中液态不混溶作用发生的结果，是岩浆体系自身演化到某一特定阶段（岩浆液态分离作用发生的临界状态之前）的产物。暗色微粒包体是由无到有，由小到大的，而且其生长过程的每一阶段都是相似的。这种相似性表明：复杂的自然现象背后隐藏着多么令人惊叹的和谐和统一。

华南花岗岩暗色微粒包体矿物组成及微结构研究

对来自华南多个花岗岩体的暗色微粒包体样品进行了系统的矿物组成和微结构研究,发现包体中不管是造岩矿物还是副矿物,均存在新、老两个不同世代;包体的微结构大部分情况下也不是"火成结构",而是以熔融结构为主,并且常多种结构共存,揭示包体是岩石部分熔融的残余物而并非来自岩浆的结晶。不同包体或同一包体从中心到边缘的矿物组成与微结构的差异,反映原岩部分熔融程度的不同,揭示其处于不同的演化阶段。

华南花岗岩暗色微粒包体的岩石化学组成特征及其意义

对华南诸多花岗岩体暗色微粒包体的野外调查表明,非均一包体是包体中最普遍的类型,常具有暗色基性边。岩石化学分析结果表明,包体边缘的岩性为二长岩-石英二长岩-二长闪长岩,中心则为石英二长闪长岩-英云闪长岩。从包体中心到边缘,具有Si、Ca含量和Na/K比值降低,K、Al、Ti、P和Fe+Mg含量升高的变化趋势,揭示包体应来自岩石部分熔融的残余熔渣。进一步研究还表明,花岗岩中残余熔渣(暗色包体)的组分随着岩石熔融程度升高而向黑云母增多的方向演化,暗示富云包体应是岩石熔融演化至末阶段的产物。

埃提哲尔花岗斑岩及其暗色微粒包体中的斜长石斑晶

位于俄罗斯境内高加索地区的埃提哲尔花岗岩体中广泛分布暗色微粒包体，花岗岩体由黑云母花岗斑岩及暗色微粒包体组成，这两种岩石均含有一种具斑点状结构核的斜长石斑晶。在这类斜长石斑晶内部可分辨出两个成分变异面，这两个界面把斜长石斑晶分割成３部分：具斑点状结构的核部；偏基性且富含细小矿物（磷灰石，黑云母等）包裹体的内环带和具正环带结构的酸性外环带。虽然花岗斑岩和包体中斜长石斑晶的核部特征完全相同，但它们的内外环带差别很大，包体中的斜长石斑晶具有宽的内环带和窄且不连续的外环带，而花岗斑岩中的斜长石斑晶具有窄且不连续的内环带及宽的外环带。依斜长石的这些特征我们建立了其形成模式，并对暗色微粒包体及寄主花岗斑岩的同源性作了合理的解释。

东昆仑黑石山含硫化物暗色包体及宿主正长岩成因及地质意义:年代学、矿物学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素证据

黑石山铜铅锌矿床位于东昆仑造山带中段的五龙沟地区,矿区内的石英二长岩-正长岩发育有暗色微粒包体,本研究在包体中发现了硫化物。锆石U-Pb定年显示,正长岩形成于239.4±1.0Ma,具有富Si和K,贫Mg、Cr、Ni,明显的Eu负异常,富集大离子亲石元素、亏损高场强元素,较为富集的Sr-Nd-Hf同位素特征。暗色微粒包体由斜长石和角闪石组成,可见角闪石堆晶,贫硅、富钙、铝、碱和铁,Mg#值为38.37,具有明显的Eu负异常,轻重稀土分馏弱。结合宿主正长岩和暗色包体的矿物成分相似性和岩相学特征,本文认为暗色微粒包体与正长岩来自同一个岩浆房,属于同源岩浆包体,是岩浆房早期分离结晶相,被中酸性岩脉携带上升至正长岩熔体中,一起侵位至浅部地壳。综合岩石地球化学、同位素和矿物成分,本文认为正长岩是下地壳含水镁铁质岩石在压力较低条件下部分熔融的产物。暗色微粒包体中发育硫化物,且包体岩浆的硫含量远高于正长岩岩浆,指示岩浆房的早期分离结晶相带走了硫,使残余熔体贫硫。

内蒙古乌拉山沙德盖花岗岩及其暗色微粒包体岩石学与地球化学研究

近年来研究证实花岗岩的成因与其中的暗色微粒包体(MME)有着密切的关系。沙德盖岩体是华北地台北缘印支期花岗岩带上的一个典型代表,为探讨该岩体的成因,本文对沙德盖花岗岩和其中暗色微粒包体开展了岩相学及地球化学研究。结果表明,暗色包体形态多样,具有塑性流变特征和典型岩浆结构,含大量针柱状磷灰石。寄主岩和包体的主量元素在Harker图解中多呈直线分布,显示岩浆混合趋势,其稀土元素和微量元素组成具有相似的配分特征,暗示包体与寄主岩发生过物质交换。花岗岩主岩和暗色包体的Nb/Ta值指示二者分别为下地壳和地幔来源。上述说明沙德盖岩体形成于碰撞后的伸展构造环境,属壳幔物质混合的产物。

江西印支期蔡江岩体中暗色微粒包体的发现及其地质意义

文章报道了江西蔡江花岗质岩体中发现暗色微粒包体,以及这些包体的地质、岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和元素地球化学特征。包体多呈椭圆状,显示淬冷边和反向脉,具有典型的岩浆结构并含有针状磷灰石,有的包体含有长石捕虏晶。包体具有相对较低的SiO_(2)(低至57.05 wt%)和较高的MgO+Fe_(2)O_(3)(高达14.21 wt%)含量。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据表明,包体形成于晚三叠世(224 Ma),与寄主花岗岩(230~228 Ma)在误差范围内基本一致。上述特征表明,包体是离散的幔源偏基性岩浆团或者是幔源与寄主岩浆混合的产物。原始包体岩浆属于超钾质岩浆,可能是通过岩石圈地幔中交代成因的金云母辉石岩脉发生部分熔融而形成的。暗色微粒包体的发现为幔源岩浆底侵提供了直接证据,从而为蔡江花岗质岩石形成于较高温度提供佐证。该研究对于进一步探讨华南印支期花岗岩形成的热源机制具有意义。