南卡俄吾等

摘 要： 哈西亞圖石英閃長巖是東昆侖地區(qū)中生代具幔源組分貢獻的花崗巖類典型代表，巖體出露于東昆侖中構造帶，廣泛發(fā)育暗色微粒包體。包體為閃長質巖石，并含有一系列巖漿混合成因的證據(jù)，如水滴狀、長條狀塑性流變外形，淬冷邊、反向脈等高—中溫混合跡象，以及低Mg/（Fe+Mg）、Na/（Ca+Na）值等混合成因特征。包體A/CNK值介于0.77～0.87，屬準鋁質，富Al2O3、Fe2O3、MgO，貧K2O、Na2O，富集大離子親石元素（Rb、Ba、K等），同時又具有Ta、Nb、Ti的“TNT”負異常，具有俯沖帶幔源巖石的成分特點。依據(jù)巖石學、地球化學特征并結合同時期大地構造背景，東昆侖晚古生代—早中生代含暗色微粒包體花崗質巖石是幔源巖漿經(jīng)歷多次熔融、同化、存儲和均一（MASH）過程后與殼源巖漿混合的產(chǎn)物。在混合巖漿中，富鎂鐵質端元是由輝長質巖漿進化而來的閃長質巖漿。

關鍵詞： 暗色微粒包體；MASH過程；中生代；殼幔作用；巖漿混合；東昆侖地區(qū)

中圖分類號： P588.1 文獻標志碼： A

Abstract： Haxiyatu quartz diorite is one of the typical granites with the contribution of Mesozoic mantle-derived component in East Kunlun region. The outcrop of rock mass is located in the middle tectonic belt， and mafic microgranular enclaves develop widely. The enclave is diorite with a series of magma mixing origin evidences， such as water-drop and long strip plasticity rheological shape， high-middle temperature mixed sign including quenching boundary， reverse pulse， etc.， and mixed origin including low values of Mg/（Fe+Mg） and Na/（Ca+Na）. The A/CNK value of enclave is 0.77-0.87， belonging to quasi-aluminous； the enclaves are rich in Al2O3 and Fe2O3， MgO， poor in K2O and Na2O； the enclaves are enriched in large ion lithophile elements （Rb， Ba， K， etc.）， and have the characteristics of “TNT” negative anomaly for Ta， Nb and Ti， and the composition of subduction mantle-derived rock. According to the lithological and geochemical characteristics as well as tectonic setting in the same period， Neopaleozoic-Early Mesozoic granitic rocks with mafic microgranular enclaves in East Kunlun region is a product of crust-derived magma mixed with mantle-derived magma， which has experienced multiple melting， assimilation， storage and homogenization （MASH） processes. For the mixed magma， the iron end member rich in Mg is dioritic magma， which is evolved from gabbroic magma.

Key words： mafic microgranular enclave； MASH process； Mesozoic； crust-mantle effect； magma mixing； East Kunlun region

0 引 言

花崗質巖石中的暗色微粒包體（Mafic Microgranular Enclave，MME）是注入殼源花崗質巖漿中的幔源巖漿固結產(chǎn)物，其寄主巖往往表現(xiàn)為殼源巖漿與幔源巖漿的混合特征。但是，幔源巖漿具有比殼源巖漿低得多的黏度，兩種巖漿很難發(fā)生直接混合作用[1]，因而與花崗質巖漿發(fā)生混合作用的較富鎂鐵質端元往往是閃長質巖漿，閃長質巖漿可能是幔源巖漿進化的產(chǎn)物。然而，有關幔源原生巖漿進化為閃長質巖漿并與殼源巖漿發(fā)生混合作用的實例甚少，因此，深刻理解閃長質巖漿的產(chǎn)生過程具有重要的理論意義。

Hildreth提出熔融、同化、存儲和均一（Melting Assimilation Storage and Homogenization，MASH）過程對于闡明弧巖漿作用具有重要意義[2]，并且MASH過程往往也是玄武質巖漿進化的主要階段。受阿尼瑪卿洋盆閉合作用影響，東昆侖巖漿弧發(fā)育一系列包體為閃長質的弧花崗巖類，尤以含包體花崗巖類為特色；由于研究程度低，這些弧花崗巖僅僅被解釋為“殼幔巖漿混合作用”[3-21]。其深部演化過程特別是閃長質巖漿如何形成，目前還不清楚，嚴重制約了對該地區(qū)中生代殼幔源花崗巖的認識。基于此，本文選取東昆侖哈西亞圖石英閃長巖中的暗色微粒包體進行巖石學、地球化學研究，旨在探討閃長質巖漿形成機制，并還原同時期地球深部巖漿過程，為區(qū)域地質演化研究提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質概況與巖體地質特征

1.1 區(qū)域地質概況

東昆侖造山帶巖漿活動記錄豐富，是青藏高原內(nèi)部的一條巨型構造巖漿帶[3]。該造山帶發(fā)育3條近NW向斷裂帶（圖1），前人將其從北到南劃分為東昆侖北、中和南3個構造帶[22]。區(qū)內(nèi)各時期地層均有出露，主要包括古元古界金水口群、中元古界狼牙山組、寒武紀—奧陶紀（未定）灘間山群、上泥盆統(tǒng)牦牛山組、石炭系大干溝組和四羊角溝組、上三疊統(tǒng)鄂拉山組等。 區(qū)內(nèi)巖漿活動具有明顯的規(guī)律性，花崗巖類形成主要為4個時段：前寒武紀、早元古代、晚古生代—早中生代、晚中生代—新生代。其中，晚古生代—早中生代花崗巖構成了東昆侖花崗巖類主體。

1.2 巖體地質特征

含暗色微粒包體花崗巖在整個東昆侖地區(qū)具有較大的分布范圍，從東段的加魯河一帶到西段的尕林格地區(qū)都有不同程度的發(fā)育，并具有一定的規(guī)律性（表1）：寄主巖石主要形成于三疊紀；包體形成于晚二疊世—中三疊世，形態(tài)主要為渾圓狀與水滴狀[圖2（a）]，巖性基本為閃長巖。除和勒岡希里克特花崗巖產(chǎn)于東昆侖南構造帶，其他4處均出露于東昆侖中構造帶。其中，哈西亞圖石英閃長巖出露于東昆侖中構造帶，巖體長約3 500 m，寬約2 000 m，產(chǎn)出呈巖枝狀，面積約7 km2。

暗色微粒包體鏡下鑒定為閃長巖，具似斑狀結構以及水滴狀、長條狀構造，主要成分為斜長石（體積分數(shù)為55%，粒徑為1～2 mm）、角閃石（體積分數(shù)為30%，粒徑為0.5～1.2 mm）和黑云母（體積分數(shù)為15%，粒徑為0.5～1.0 mm）。其中，斑晶體積分數(shù)約60%，主要為斜長石，粒徑約為2 mm，聚片雙晶發(fā)育，環(huán)帶結構明顯[圖2（b）]，部分晶體發(fā)生絹云母化[圖2（d）]，部分黑云母也以斑晶形式存在，粒徑約為1 mm?；|為角閃石、斜長石、黑云母。閃長巖具有明顯混染特征：①暗色礦物含量高，基質中約占50%；②基質具有似角巖結構，黑云母、角閃石礦物晶體呈等軸粒狀。

2 測試和結果分析

2.1 樣品測試

所測暗色微粒包體樣品均采自礦區(qū)C11號異常東北角的石英閃長巖體內(nèi)。依據(jù)巖體分布情況，均勻采集5件新鮮巖石樣品進行巖石主量、微量和稀土元素分析。主量、微量和稀土元素分析均在西安地質礦產(chǎn)研究所測試中心完成，分析儀器為SX-50型ICP-MS等離子體質譜儀。

2.2 元素地球化學特征

暗色微粒包體主量、微量和稀土元素分析結果列于表2。從表2可以看出：SiO2含量（質量分數(shù)，下同）變化范圍較小，介于51.73%～54.08%，平均為53.16%，同時具有輝長質巖石與閃長質巖石地球化學特征；A/CNK值介于0.77～0.87，屬準鋁質?？傮w表現(xiàn)出富Al2O3、Fe2O3、FeO、CaO、MgO，貧K2O、Na2O，Mg/（Mg+Fe）、Na/（Na+Ca）值分別為0.29～0.33和0.3～0.5。球粒隕石標準化稀土元素配分 模式表現(xiàn)出輕稀土元素較為富集，重稀土 元素較為虧損，稀土元素總含量介于185.6～245.3，

呈負異常，暗示早期斜長石有過分離結晶作用。原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖顯示出不相容元素呈不同程度富集，巖石明顯富集大離子親石元素（Rb、Ba、K等），同時又具有Ta、Nb、Ti的“TNT”負異常（圖3），具有俯沖帶島弧巖漿巖成分特點[24]，P與Ti的負異?？赡苁鞘艿浇鸺t石與鈦鐵礦分離結晶的影響。

（1）包體多呈水滴狀、長條狀，邊部為流線型外形（圖4），顯示出明顯的塑性流變特點，但這種塑性流變現(xiàn)象在包體內(nèi)部并未發(fā)現(xiàn)，礦物未發(fā)生明顯重結晶作用，與源區(qū)部分熔融后的難熔體明顯不同。包體中斜長石具有巖漿成因環(huán)帶結構[圖2（b）]，成分與沉積巖類區(qū)別大，基本排除了巖漿侵位過程中捕虜?shù)貙訃鷰r的可能性。同時，包體普遍具有淬冷邊，暗示包體與寄主巖石曾經(jīng)同為熔融體。一般來說，基性巖漿溫度為1 000 ℃～1 225 ℃，而花崗質巖漿溫度為700 ℃～900 ℃[25]。王德滋等在研究福建平潭花崗巖時指出，包體由于突然冷凝會形成不規(guī)則裂縫，這些裂縫使得寄主巖石灌入包體內(nèi)，形成反向脈[26]。類似的特征在哈西亞圖暗色微粒包體也有發(fā)現(xiàn)，部分包體由于驟然冷卻發(fā)育不規(guī)則的反向脈[圖4（a）、（b）]，這種較大溫差的混合作用不僅會引起包體與寄主巖石溫度上的平衡，而且在包體性質脆弱部分易與寄主巖石進行反應，形成過渡帶[圖4（e）、（f）]。

（2）源區(qū)部分熔融后的難熔體中Na/（Ca+Na）、Mg/（Fe+Mg）值都會有較大的差異，而由幔源基性巖漿進化而來的閃長質巖漿Mg/（Fe+Mg）值變化較小， 哈西亞圖暗色微粒包體Mg/（Fe+Mg）值為0.29～0.33，Na/（Ca+Na）值為0.3～0.5，都基本無明顯變化。在（Tb/Yb）N-（La/Sm）N圖解中，樣品落入石榴石與尖晶石穩(wěn)定區(qū)域轉化線附近（圖5），并且該轉化線對應的深度約為80 km[27]。

（3） 從包體與寄主巖石的形成時間來看，包體的形成略早于寄主巖石，表明在巖漿侵位以前巖漿混合作用就已發(fā)生，并且時間集中于晚二疊世—中三疊世；該時期正處于阿尼瑪卿洋盆閉合階段，洋盆俯沖作用為幔源巖漿進化提供了充足的地球動力條件。

4 地球深部作用與閃長質巖漿來源

洋殼俯沖、板片脫水、部分熔融、巖漿混合等一系列原始島弧巖漿巖發(fā)育并侵位的過程被定義為東昆侖地區(qū)晚古生代—早中生代阿尼瑪卿洋盆閉合俯沖作用與東昆侖地區(qū)中生代巖漿弧形成機制[4-5，12-13]。需要指出的是，部分熔融巖漿流在上升遇到玄武巖底墊時會經(jīng)歷長時間的MASH過程，該過程是原始殼幔源弧巖漿形成的重要過程（圖6）?；诠鱽唸D閃長質包體巖石學、地球化學特征，殼幔源弧巖漿形成過程如下：

（1）洋殼俯沖與板片脫水：晚古生代末期，阿尼瑪卿洋盆開始俯沖閉合，隨著俯沖作用的持續(xù)，早三疊世基性巖墻開始發(fā)育，白日其利地區(qū)角閃輝長巖（年齡為（248.9±4.2）Ma）

發(fā)育，表明同時期東昆侖地區(qū)發(fā)展為弧后拉張環(huán)境[28]，可為后期巖漿巖上侵形成良好通道。試驗巖石學已證明，成熟俯沖板片（年齡大于50 Ma）或冷俯沖板片是把水帶到深部地幔的最好載體[29]，持續(xù)的俯沖作用引起軟流圈物質上涌，并加熱俯沖板片，導致俯沖板片中的含水礦物（特別是鎂硅酸鹽相）變質脫水，釋放出大量水流體并遷移上升。

（2）部分熔融：在壓力及溫度的影響下，板片水流體交代過渡地殼的玄武巖底墊，并顯著降低地幔巖石的固相線溫度，從而使基性巖石發(fā)生部分熔融。該過程可以從包體中得到印證。閃長質巖石包體中斜長石、黑云母等含水礦物呈斑晶產(chǎn)出并占有很大比例，球粒隕石標準化稀土元素配分模式中Eu具有明顯的負異常[圖3（a）]，說明斜長石為首晶區(qū)礦物，在結晶初期就已形成，但是干的玄武質巖漿不具有形成大規(guī)模含水礦物的條件，水體必然是由俯沖板片提供；此外，包體Cr、Ni、Ti、Nb、Ta等含量明顯低于正常玄武巖，可能是水體交代玄武巖底墊造成Cr、Ni等元素稀釋，也可能是水體交代作用造成玄武巖中富Ti、Nb、Ta的金紅石、鈦鐵礦等在早期發(fā)生分離結晶。

（3）MASH過程（閃長質巖漿形成）與巖漿混合：MASH過程是一個由非平衡到平衡，再到非平衡，最后到平衡的連續(xù)重復變化過程，每次MASH過程都會有新物質的加入，直至其能量足已穿透障礙上侵[30]。部分熔融自玄武巖底墊的基性巖漿在上升過程中經(jīng)歷了多次MASH過程。由于新物質的混入改變了玄武質巖漿成分，輝長質巖漿由非平衡態(tài)向平衡態(tài)轉變，最后形成閃長質巖漿。從暗色微粒包體哈克圖解（圖6）來看，閃長質包體MgO含量與SiO2、Al2O3、Na2O含量具有很好的負相關性，與TiO2、P2O5、MnO含量具有較好的正相關性，表明閃長質巖漿在混合作用之前發(fā)生過分離結晶作用和不同原巖的部分熔融。進化過程的不均一造成部分暗色微粒包體SiO2含量低于53%，顯示出基性巖地球化學特征。此外，閃長巖包體中斜長石核部遭受過強烈蝕變[圖2（b）]，暗示斜長石是同巖漿交代作用的產(chǎn)物，也能證明玄武質巖漿演化過程中流體的性質不斷發(fā)生改變，即多次MASH過程。在平衡→非平衡→平衡轉變過程中，巖漿不斷上侵形成具有較高氧逸度的閃長質巖漿[30]，同時引起下地殼物質特別是古老

奧長石花崗巖-云英閃長巖-花崗閃長巖（TTG）巖套的部分熔融。在一定溫度及壓力條件下，閃長質巖漿與殼源巖漿發(fā)生混合（圖7），經(jīng)弧后巖漿通道侵位并結晶，形成現(xiàn)有的含暗色微粒包體花崗質巖石。

5 結 語

東昆侖地區(qū)晚古生代—早中生代含暗色微粒包體花崗質巖石是幔源巖漿經(jīng)歷多次MASH過程后與殼源巖漿混合的結果；在混合巖漿中，富鎂鐵質端元是由輝長質巖漿進化而來的閃長質巖漿，部分具有基性巖地球化學特征。

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