雷傳揚(yáng) 唐菊興 李威 袁華云 張偉 尹滔 裴亞倫 郎興海

1. 成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 6100592. 四川省地質(zhì)調(diào)查院，成都 6100813. 四川省地礦局四○五地質(zhì)隊(duì)，都江堰 6118304. 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 1000371.

巖漿混合作用與巖漿分異作用、分離結(jié)晶作用、同化混染作用一樣，是巖漿演化的重要表現(xiàn)形式，也是導(dǎo)致巖漿巖多樣性的重要原因(Barbarin, 2005; 王玉往等, 2012)，巖漿混合作用以寄主巖中廣泛發(fā)育各種暗色微粒包體和不協(xié)調(diào)現(xiàn)象為顯著特征(張旗等, 2007; 王德滋和謝磊, 2008; 莫宣學(xué), 2011)?；◢弾r不僅僅是地殼物質(zhì)再循環(huán)作用的產(chǎn)物，而且還有幔源巖漿的參與，幔源巖漿為地殼物質(zhì)部分熔融提供熱源，同時(shí)幔源物質(zhì)注入長(zhǎng)英質(zhì)巖漿房，發(fā)生混合作用(Bonin, 2004; Castro, 2013)。根據(jù)巖漿混合作用程度將其分為低級(jí)和高級(jí)兩個(gè)階段，前者主要表現(xiàn)為機(jī)械混合(mingling)，形成各種不協(xié)調(diào)現(xiàn)象及暗色微粒包體，后者主要表現(xiàn)為化學(xué)混合(mixing)，形成均一的巖漿，二者之間是連續(xù)的，相互包容的(張旗等, 2007; 王玉往等, 2012)，巖漿混合的能干性主要受巖漿黏度和溫度影響(張旗等, 2007)。巖漿混合作用具有普遍性，不僅發(fā)生在I型花崗巖中，S型和A型花崗巖中也存在巖漿混合作用(王濤, 2000; Bonin, 2007; Shellnuttetal., 2010; Champion and Bultitude, 2013)，而花崗巖中暗色微粒包體的存在是巖漿混合最直接的證據(jù)，包體能提供上地幔與地殼的直接信息，是人們了解巖漿混合作用方式、成巖過(guò)程溫壓條件、端元巖漿等方面信息不可或缺的研究對(duì)象(莫宣學(xué), 2011; 王玉往等, 2012)。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置(a)及地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)①阿尼瑪卿-昆侖斷裂；②羊湖-金沙江斷裂；③雙湖-瀾滄江斷裂；④班公湖-怒江斷裂；⑤雅魯藏布江斷裂；1-第四系；2-漸新統(tǒng)丁青湖組上段；3-漸新統(tǒng)丁青湖組下段；4-古新統(tǒng)-始新統(tǒng)牛堡組上段；5-古新統(tǒng)-始新統(tǒng)牛堡組下段；6-上侏羅統(tǒng)-下白堊統(tǒng)沙木羅組下段；7-早白堊世似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖；8-早白堊世中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖；9-早白堊世似斑狀黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖；10-早白堊世中粒黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖；11-早白堊世似斑狀鉀長(zhǎng)花崗巖；12-早白堊世中粒鉀長(zhǎng)花崗巖；13-早白堊世中粒黑云母花崗閃長(zhǎng)巖；14-早白堊世石英閃長(zhǎng)巖；15-閃長(zhǎng)巖脈/輝綠巖脈；16-地質(zhì)界線；17-角度不整合接觸；18-漸變過(guò)渡；19-斷層；20-地質(zhì)剖面；21-包體長(zhǎng)短軸比值；22薄片編號(hào)及采樣位置；23-照片編號(hào)及拍攝位置；24-中基性巖體出露位置Fig.1 Tectonic position (a) and sketch geological map (b) of the study area

班公湖-怒江縫合帶(下文簡(jiǎn)稱班-怒帶)為特提斯洋閉合后的殘留，其西段出露大量中酸性巖漿巖，并發(fā)育一系列與中酸性火山巖-淺成巖組合有關(guān)的斑巖型-淺成低溫?zé)嵋盒豌~多金屬礦床，以多龍礦集區(qū)為典型代表(唐菊興等, 2014a, b, 2016, 2017; Linetal., 2017a, b, 2019; Songetal., 2018)，對(duì)其研究在解決基礎(chǔ)地質(zhì)問(wèn)題和查明礦產(chǎn)分布規(guī)律等方面都有重要的意義。隨著近年來(lái)各類地質(zhì)調(diào)查工作的全面開(kāi)展，公益性基礎(chǔ)研究的不斷深入，商業(yè)性勘查的投入，加之分析測(cè)試精度提高，班-怒帶西段已取得了不少有價(jià)值的研究成果，以唐菊興研究員和秦克章研究員為代表的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)該縫合帶西段出露的各類巖漿巖進(jìn)行了系統(tǒng)的地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)和年代學(xué)研究，初步查明了巖漿巖的成因、構(gòu)造背景及深部動(dòng)力學(xué)過(guò)程，為班公湖-怒江特提斯洋(下文簡(jiǎn)稱班-怒洋)的形成演化提供了科學(xué)依據(jù)(李金祥等, 2006; 秦克章等, 2006[注]秦克章, 李光明, 張旗, 李金祥, 繆宇, 肖波, 張?zhí)炱? 多吉, 李金高, 陸彥. 2006. 西藏淺成低溫金-銀礦的成礦條件與可能產(chǎn)出區(qū)分析——從斑巖-淺成低溫銅金成礦系統(tǒng)的角度. 見(jiàn): 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所科技與成果轉(zhuǎn)化處編. 北京: 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2006年論文摘要集, 666-670; 李金祥, 2008; 雷傳揚(yáng)等, 2012, 2018, 2019; Lietal., 2013; 李光明等, 2015; 韋少港等, 2016, 2017a, b; 丁帥等, 2017; 林彬等, 2017; 宋揚(yáng)等, 2017; 張志等, 2017; 王勤等, 2018)。盡管前人對(duì)縫合帶西段巖漿巖開(kāi)展了深入的研究，但一些關(guān)鍵問(wèn)題并未涉及或未開(kāi)展深入的研究工作，如巖體的巖漿混合成因。阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體位于班-怒帶西段，是班-怒洋俯沖消減，造山過(guò)程中巖漿響應(yīng)的重要組成部分，以廣泛發(fā)育暗色微粒包體為特征，是研究巖漿混合成因的理想對(duì)象，本文在對(duì)阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體和暗色微粒包體開(kāi)展詳細(xì)的野外地質(zhì)現(xiàn)象和特征研究基礎(chǔ)上，分別采集了寄主巖和包體的鋯石U-Pb年齡和地球化學(xué)分析樣，系統(tǒng)總結(jié)了阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體巖漿混合作用的巖相學(xué)證據(jù)，精確厘定了寄主巖和包體的成巖時(shí)代，探討了巖體的巖漿混合成因、構(gòu)造背景及動(dòng)力學(xué)機(jī)制，以期為阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體的巖漿混合成因及其動(dòng)力學(xué)過(guò)程提供來(lái)自地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、年代學(xué)和暗色微粒包體的新證據(jù)。

圖2 阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體剖面圖1-第四系；2-含礫砂巖；3-板巖；4-似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖；5-中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖；6-似斑狀黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖；7-中粒黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖；8-似斑狀鉀長(zhǎng)花崗巖；9-中粒鉀長(zhǎng)花崗巖；10-中粒黑云母花崗閃長(zhǎng)巖；11-細(xì)粒石英閃長(zhǎng)巖；12-暗色微粒包體；13-侵入接觸界線/漸變過(guò)渡界線；14-地質(zhì)代號(hào).剖面位置見(jiàn)圖1Fig.2 Sections of the Awengcuo composite plutons

1 區(qū)域地質(zhì)及巖體地質(zhì)特征

班-怒帶夾持于羌塘地塊和拉薩地塊之間，其北界為班公湖-康托-茲格塘錯(cuò)-安多-丁青雪拉山斷裂，南界為日土-改則-尼瑪-丁青斷裂(宋揚(yáng)等, 2013)，又以丁青、改則為界，把縫合帶分為東、中、西三段(強(qiáng)巴扎西等, 2016)，縫合帶以產(chǎn)出北西西向不連續(xù)分布的蛇綠巖殘片為特征?？p合帶西段存在三條俯沖帶，北面的日土、獅泉河-改則-洞錯(cuò)俯沖帶，南面的拉果錯(cuò)俯沖帶(曲曉明等, 2009)。阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體位于班-怒帶西段。研究區(qū)地層整體較簡(jiǎn)單，從侏羅系到第四系均有出露。區(qū)域性構(gòu)造形跡主要表現(xiàn)為北西向的壓性(兼具扭性)斷裂，具有多期次、多階段的活動(dòng)特征。巖漿活動(dòng)主要集中在燕山期(圖1)。

阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體以巖基形式呈北西-南東向產(chǎn)出，主要出露在阿翁錯(cuò)、丁字雜沼、熱幫鄉(xiāng)一帶，地表出露長(zhǎng)度約20km，寬約5～8km，面積約100km2。復(fù)式巖體侵入到沙木羅組下段(J3K1s1)地層中，在巖體與地層的接觸帶能見(jiàn)到明顯的角巖化、硅化現(xiàn)象，由于同化作用不徹底，在接觸帶及附近巖體中能見(jiàn)到少量沙木羅組地層的捕虜體，面積較小，多呈不規(guī)則形態(tài)產(chǎn)出。根據(jù)地質(zhì)特征及巖石學(xué)特征將阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體劃分為以下8種類型：細(xì)粒石英閃長(zhǎng)巖、中粒黑云母花崗閃長(zhǎng)巖、中粒黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖、似斑狀黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖、中粒鉀長(zhǎng)花崗巖、似斑狀鉀長(zhǎng)花崗巖、中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖和似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖。其中石英閃長(zhǎng)巖出露面積較小，其余巖石出露面積相當(dāng)。不同巖性之間呈侵入接觸，同一種巖性不同結(jié)構(gòu)之間呈漸變過(guò)渡接觸(圖2)。在黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖中見(jiàn)中基性巖體出露(圖3a)，寬約10～15m，走向上延伸275m，面積較小，空間上與黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖相伴生，呈截然型接觸，在接觸部位見(jiàn)大量暗色微粒包體成群分布(圖3b)，接觸帶往外包體數(shù)量逐漸減少。

2 暗色微粒包體地質(zhì)特征

2.1 野外地質(zhì)特征

在阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體各類型巖石中幾乎都有暗色微粒包體分布，從石英閃長(zhǎng)巖到黑云母二長(zhǎng)花崗巖包體含量逐漸增加，石英閃長(zhǎng)巖中僅偶見(jiàn)包體，含量約占0.5%，黑云母花崗閃長(zhǎng)巖中包體含量約占1%～2%，黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖和黑云母二長(zhǎng)花崗巖中包體含量約占5%～8%，在黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖與中基性巖體接觸部位包體成群、成帶分布，含量約占50%～60%，局部可高達(dá)90%。以上顯示從早期到晚期，從中性巖石到酸性巖石包體的含量逐漸增加，但野外觀察發(fā)現(xiàn)同一類型巖石中包體的分布是隨機(jī)的，未見(jiàn)規(guī)律性。

圖3 阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體中暗色微粒包體的野外露頭特征(a)黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖中出露的中基性巖體；(b)密集型暗色微粒包體；(c)云霧狀暗色微粒包體；(d)不規(guī)則形態(tài)暗色微粒包體；(e)同一露頭暗色微粒包體具不同方向；(f)細(xì)長(zhǎng)條狀定向包體.照片拍攝地點(diǎn)詳見(jiàn)圖1，下同F(xiàn)ig.3 Field outcrop characteristics of mafic microgranular enclaves in the Awengcuo composite plutons

暗色微粒包體直徑懸殊明顯，可分為四類：小型(<10cm)、中型(10～30cm)、大型(30～50cm)、巨型(>50cm)。據(jù)野外觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，整體以小型為主，但在黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖與中基性巖體接觸部位以巨型為主。包體形態(tài)各異，見(jiàn)細(xì)長(zhǎng)條狀、橢圓狀、透鏡狀、云霧狀以及不規(guī)則形態(tài)，以橢圓狀和細(xì)長(zhǎng)條狀居多，其中細(xì)長(zhǎng)條狀包體定向性明顯，其它類型包體未見(jiàn)明顯定向(圖3b-f)。

采用長(zhǎng)短軸法對(duì)阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體中6個(gè)包體分布較多且定向性明顯的露頭進(jìn)行了暗色微粒包體測(cè)量統(tǒng)計(jì)(表1)，為了測(cè)量結(jié)果更加可靠，每個(gè)露頭統(tǒng)計(jì)數(shù)大于30(陳國(guó)超等, 2016)。從表中可以看出6個(gè)露頭包體的長(zhǎng)短軸比值為4.14～5.32，整體上較為接近，長(zhǎng)軸方向以北西向?yàn)橹鳎渲蠨5378點(diǎn)長(zhǎng)軸方向?yàn)?55°，D5209點(diǎn)長(zhǎng)軸方向?yàn)?0°，與主體方向稍有偏差。

表1阿翁錯(cuò)復(fù)試巖體中包體軸比和長(zhǎng)軸方向

Table 1 Axial ratios and long-axis directions of the mafic microgranular enclaves developed in the Awengcuo composite plutons

測(cè)點(diǎn)號(hào)統(tǒng)計(jì)數(shù)量統(tǒng)計(jì)方法長(zhǎng)短軸比長(zhǎng)軸方向D537635長(zhǎng)短軸法5.32325°D5377474.25290°D5378374.14255°D5207514.83340°D5209534.7310°D5212474.59305°

2.2 巖相學(xué)特征

暗色微粒包體呈淺灰色-黑色，色率明顯高于寄主巖，以細(xì)粒為主，見(jiàn)少量粗粒。野外觀察發(fā)現(xiàn)暗色微粒包體粒度越細(xì)，其色率越高，色率與暗色礦物含量呈正相關(guān)，色率越高，表明巖漿混合作用程度越低(陳國(guó)超等, 2016)。根據(jù)色率將暗色微粒包體劃分為淺灰色、深灰色、黑色三類，淺灰色包體呈中粒結(jié)構(gòu)，深灰色包體呈中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，黑色包體呈細(xì)粒結(jié)構(gòu)，以黑色細(xì)粒包體為主，但有的包體邊部礦物粒度較細(xì)，往中部礦物粒度逐漸變大(圖4a)，在包體中可以見(jiàn)到寄主巖的礦物成分(圖4b-d)。據(jù)鏡下觀察將包體分為黑云閃長(zhǎng)巖包體，具細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，礦物組成為斜長(zhǎng)石(61%)、普通角閃石(29%)、黑云母(6%)及少量石英(1%)，副礦物見(jiàn)榍石(2%)和少量磷灰石(圖4e)；石英閃長(zhǎng)巖包體，具細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，礦物組成為斜長(zhǎng)石(52%)、角閃石(32%)、石英(5%)、堿性長(zhǎng)石(4%)、黑云母(4%)，副礦物見(jiàn)磷灰石(圖4f)；黑云石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖包體，具中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，礦物組成為斜長(zhǎng)石(63%)、鉀長(zhǎng)石(10%)、石英(12%)、黑云母(11%)、角閃石(3%)副礦物見(jiàn)少量磷灰石和榍石(圖4g)。

圖4 暗色微粒包體及寄主巖的巖石學(xué)特征(a)包體與寄主巖接觸部位礦物粒度較細(xì)，往包體中部礦物粒度逐漸變大；(b)包體中見(jiàn)來(lái)自寄主巖的鉀長(zhǎng)石斑晶；(c)同一露頭不同類型的暗色微粒包體，包體中見(jiàn)來(lái)自寄主巖的暗色環(huán)邊石英板巖和長(zhǎng)柱狀角閃石斑晶；(d)包體中見(jiàn)來(lái)自寄主巖的斜長(zhǎng)石斑晶；(e)黑云閃長(zhǎng)巖包體的細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)(+)；(f)石英閃長(zhǎng)巖包體的細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)(+)；(g)黑云石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖包體的中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)(+)；(h)寄主黑云母二長(zhǎng)花崗巖的中粒似斑狀結(jié)構(gòu)(+)；(i)寄主黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖中粒似斑狀結(jié)構(gòu)(+)；(j)寄主巖黑云母花崗閃長(zhǎng)巖的中?；◢徑Y(jié)構(gòu)(+)；(k)寄主石英閃長(zhǎng)巖的細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，見(jiàn)針狀磷灰石(-)；(l)包體中的長(zhǎng)柱狀斜長(zhǎng)石斑晶(+).礦物代號(hào)：Kf-鉀長(zhǎng)石；Pl-斜長(zhǎng)石；Am-角閃石；Bi-黑云母；Qz-石英；Ap-磷灰石；Mt-磁鐵礦；Spn-榍石.薄片樣品采樣位置詳見(jiàn)圖1，下同F(xiàn)ig.4 Petrological characteristics of mafic microgranular enclaves and their host rocks

寄主巖與暗色微粒包體的礦物組成一致，差異主要體現(xiàn)在包體中暗色礦物(角閃石)的含量明顯比寄主巖高，而寄主巖中石英含量明顯高于包體，此外包體粒度明顯小于寄主巖，且晶型較差，多呈半自形-他形，在二者接觸處上述差異十分明顯。黑云母二長(zhǎng)花崗巖呈灰白色，具中粒似斑狀結(jié)構(gòu)-中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，礦物組成為斜長(zhǎng)石(35%)，鉀長(zhǎng)石(24%)，石英(33%)，黑云母(7%)，角閃石(1%)，副礦物見(jiàn)榍石和磷灰石(圖4h)；黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖呈肉紅色-淺肉紅色，具中粒似斑狀結(jié)構(gòu)-中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，礦物組成為鉀長(zhǎng)石(48%)，斜長(zhǎng)石(24%)，石英(20%)，黑云母(6%)，角閃石(0.5%)，榍石(1%)以及少量磷灰石(圖4i)；黑云母花崗閃長(zhǎng)巖呈灰白色，具中粒結(jié)構(gòu)，礦物組成為斜長(zhǎng)石(63%)、石英(20%)、鉀長(zhǎng)石(5%)、黑云母(6%)、角閃石(2%)，副礦物見(jiàn)少量磁鐵礦(圖4j)；石英閃長(zhǎng)巖呈淺灰色，具細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，礦物組成為斜長(zhǎng)石(66%)、角閃石(26%)、黑云母(8%)、石英(2%)，副礦物見(jiàn)榍石及少量磁鐵礦(0.5%)(圖4k)。

淺灰色中粒暗色微粒包體廣泛發(fā)育斑晶，主要見(jiàn)鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、角閃石和石英斑晶(圖4b-d)，而深灰色中細(xì)粒暗色微粒包體和黑色細(xì)粒暗色微粒包體所含斑晶礦物明顯減少(圖4l)，或者不含斑晶。與寄主巖礦物組成對(duì)比發(fā)現(xiàn)，暗色微粒包體中的斑晶礦物主要來(lái)源于寄主巖，表明兩種巖漿的溫差不大，彼此之間存在成分交換。

圖5 暗色微粒包體與寄主巖的接觸關(guān)系(a)包體與寄主巖之間為截然型接觸關(guān)系；(b)包體與寄主巖接觸帶發(fā)育冷凝邊；(c)角閃石斑晶橫跨寄主巖和包體；(d)包體與寄主巖之后存在一條不規(guī)則的過(guò)渡帶；(e)包體中發(fā)育的方向脈；(f)包體與寄主巖之間相互包裹；(g)包體包裹寄主巖；(h)包體之間相互包裹；(i)同一露頭出露兩種類型的包體Fig.5 Contact relationship of mafic microgranular enclaves and their host rocks

2.3 包體與寄主巖接觸關(guān)系

根據(jù)野外觀察發(fā)現(xiàn)，暗色微粒包體與寄主巖的接觸關(guān)系主要為截然型和漸變過(guò)渡型。一部分包體與寄主巖的接觸關(guān)系為截然，該類型接觸關(guān)系的最大特征是接觸帶暗色微粒包體的色率、粒度與寄主巖差異明顯(圖5a)，有時(shí)在暗色微粒包體一側(cè)還能見(jiàn)到冷凝邊(圖5b)；另一部分暗色微粒包體與寄主巖呈漸變過(guò)渡，該類型接觸關(guān)系的特征是暗色微粒包體和寄主巖之間色率和粒度差異較小，在暗色微粒包體中能見(jiàn)到寄主巖斑晶，偶見(jiàn)斑晶礦物橫跨寄主巖和暗色微粒包體(圖5c)，兩者之間偶見(jiàn)明顯的過(guò)渡帶(圖5d)；此外，還發(fā)現(xiàn)少量的反向脈(圖5e)，在暗色微粒包體中見(jiàn)到黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖細(xì)脈，脈體呈網(wǎng)脈狀，與包體呈截然或漸變過(guò)渡關(guān)系，脈體色率明顯低于包體，但粒度比包體大。其中截然型表明兩種端元巖漿的溫差較大，由高溫的鎂鐵質(zhì)巖漿注入溫度相對(duì)偏低的長(zhǎng)英質(zhì)巖漿中，快速冷凝形成，多分布在巖漿混合邊界及附近，而漸變型表明兩種端元巖漿之間溫差較小，相互之間進(jìn)行了充分的機(jī)械混合和化學(xué)混合(康磊等, 2009; 顧楓華等, 2015)。

主要見(jiàn)寄主巖包裹暗色微粒包體，但偶爾可見(jiàn)包體與寄主巖相互包裹、穿插(圖5f)，或包體包裹寄主巖(圖5g)，以及包體之間相互包裹(圖5h)。在同一個(gè)露頭上可見(jiàn)到兩種礦物組成(或色率)、結(jié)構(gòu)完全不同的暗色微粒包體(圖5i)，偶見(jiàn)寄主巖(黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖)和暗色微粒包體共同被后期的細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖脈穿切。

圖6 寄主巖(a)與暗色包體(b)鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.6 CL images of zircon of the MMEs (b) and their host rocks (a)

3 分析方法

所有樣品均采自阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體，選擇新鮮具有代表性的樣品，室內(nèi)處理樣品首先用切割機(jī)將樣品表面部分切割掉，然后將樣品粉碎至200目。主量、微量和稀土元素分析在澳實(shí)礦物實(shí)驗(yàn)室(廣州)完成。主量元素的分析，首先將試樣加入包含硝酸鋰在內(nèi)的助熔劑，充分混合后，高溫熔融，熔融物倒入鉑金模子形成扁平玻璃片后，再用產(chǎn)自荷蘭的Philips PW2404型X射線熒光光譜儀(XRF)分析完成，主量元素分析所用標(biāo)樣為NCSDC47009、SARM-2、SARM-3、SARM-4，其中FeO分析所用標(biāo)樣為SY-4和YSBC-11701；微量元素和稀土元素的分析，首先將試樣加入到偏硼酸鋰/四硼酸鋰熔劑中，混合均勻，在1025℃以上的熔爐中熔化，待熔液冷卻后，用硝酸、鹽酸和氫氟酸定容，再用產(chǎn)自美國(guó)的Perkin Elmer Elan 9000型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)分析完成，微量元素和稀土元素分析所用標(biāo)樣為OGGeo08和OREAS-45e。主量元素分析誤差優(yōu)于5%，稀土、微量元素的分析誤差優(yōu)于10%。

鋯石樣品的挑選由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成，巖石樣品經(jīng)人工破碎至80～100目，按照常規(guī)方法分選出鋯石，然后在雙目鏡下挑選透明，晶型完好，無(wú)裂痕和包裹體且具代表性的鋯石顆粒粘貼于環(huán)氧樹(shù)脂的表面，固化后打磨拋光至露出一個(gè)光潔表面(宋彪等, 2002)。鋯石的透、反射照相，陰極發(fā)光(CL)成像以及LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年測(cè)試分析在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司實(shí)驗(yàn)室完成，鋯石定年分析所用儀器為安捷倫電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(Agilent 7700)及與之配套的相干193nm準(zhǔn)分子激光剝蝕系統(tǒng)(GeoLasPro)，激光能量80mJ，頻率5Hz，激光束斑直徑32μm。鋯石U-Pb同位素比值校正采用91500標(biāo)準(zhǔn)鋯石作為外標(biāo)，微量元素含量測(cè)定采用NIST610作為外標(biāo)，29Si作為內(nèi)標(biāo)，同位素比值監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)樣品為GJ-1，此次分析的分析流程為：NIST610→2個(gè)91500→2個(gè)GJ-1→5個(gè)樣品(U-Pb年齡)→2個(gè)91500→……→2個(gè)GJ-1→2個(gè)91500→NIST610。具體分析條件及流程詳見(jiàn)文獻(xiàn)Liu el al. (2008, 2010)。采用ICPMSDataCal10.7程序處理數(shù)據(jù)。

4 分析結(jié)果

4.1 暗色包體與寄主巖的鋯石U-Pb年齡

本次研究工作采集了寄主巖(黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖)，以及出露在黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖中的暗色微粒包體進(jìn)行鋯石U-Pb定年。

寄主巖的鋯石呈自形長(zhǎng)柱狀，長(zhǎng)徑120～200μm，長(zhǎng)寬比約為1.5:1～3:1，鋯石具有清晰的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和典型的巖漿成因震蕩環(huán)帶(吳元保和鄭永飛, 2004)，晶型完好，裂紋不發(fā)育(圖6a)。暗色微粒包體中的鋯石多呈短柱狀，它形柱狀，長(zhǎng)徑100～200μm，長(zhǎng)寬比約1:1～2:1，部分鋯石具有明顯的震蕩環(huán)帶，晶型較好，整體上裂紋不發(fā)育(圖6b)。同位素分析結(jié)果(表2)顯示寄主巖和暗色微粒包體鋯石的Th，U含量分別為233×10-6～871×10-6，263×10-6～694×10-6和135×10-6～2494×10-6，134×10-6～1385×10-6，二者呈現(xiàn)出良好的正相關(guān)，Th/U比值分別為0.89～1.29(均值1.02)和0.47～2.42(均值1.34)，具有巖漿鋯石的特征(Belousovaetal., 2002)。

本次采集的寄主巖樣品PM18N1共測(cè)定了20顆鋯石20個(gè)測(cè)點(diǎn)，其中18個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U表面年齡為106.2～113.5Ma，且均位于諧和線上(圖7a)，表明這些鋯石形成后其U-Pb同位素體系保持封閉狀態(tài)。PM18N1-7測(cè)點(diǎn)的年齡為99.3Ma，明顯偏小，可能是所測(cè)定的鋯石發(fā)生了少量放射成因鉛丟失的結(jié)果，PM18N1-16測(cè)點(diǎn)的207Pb/235U和206Pb/238U年齡不諧和，為了數(shù)據(jù)的質(zhì)量，剔除這兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的年齡，剩下18個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為109.1±1.0Ma(MSWD=1.4，n=18)(圖7a)。暗色微粒包體樣品PM40N1共測(cè)定了25顆鋯石25個(gè)測(cè)點(diǎn)，PM40N1-2、PM40N1-20兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的207Pb/235U和206Pb/238U年齡明顯不諧和(圖7b)，根據(jù)表2及圖7b，暗色微粒包體樣品的25個(gè)測(cè)點(diǎn)中，除了PM40N1-2、PM40N1-20兩個(gè)測(cè)點(diǎn)明顯不諧和外，其余23個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U表面年齡可以分為兩組，其中一組14個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U表面年齡為104.9～110.6Ma，加權(quán)平均值為107.4±0.7Ma(MSWD=1.1，n=14)；另一組9個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U表面年齡為98.4～101.8Ma，明顯偏小(圖7b淺色線表示)， 可能是所測(cè)定的鋯石發(fā)生了少量放射成因鉛丟失的結(jié)果，為了數(shù)據(jù)的質(zhì)量，剔除這11個(gè)測(cè)點(diǎn)的年齡，以107.4±0.7Ma作為暗色微粒包體樣品PM40N1的成巖年齡。上述測(cè)年結(jié)果表明阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體寄主巖和包體的成巖年齡分別為109.1±1.0Ma和107.4±0.7Ma，在誤差范圍內(nèi)基本上一致。

表2阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體及其中暗色微粒包體的LA-ICP-MS鋯石U-Pb分析結(jié)果

Table 2 LA-ICP-MS U-Pb isotope data for zircons from the Awengcuo composite plutons and entrained MMEs

圖8 阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體的SiO2與K2O關(guān)系圖解(a, 據(jù) Rickwood, 1989)和A/CNK-A/NK圖解(b, 據(jù)肖慶輝等, 2002)Fig.8 Diagrams of SiO2 vs. K2O (a, after Rickwood, 1989) and A/CNK vs. A/NK (b, after Xiao et al., 2002) for Awengcuo composite plutons and their MMEs

圖9 暗色包體與寄主巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線(a、b, 標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Boynton, 1984)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(c、d, 標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)McDonough et al., 1992)Fig.9 Chondrite-normalized REE patterns (a, b, normalization values after Boynton, 1984) and primitive mantle-normalized trace elements spidergram (c, d, normalization values after McDonough et al., 1992) of MMEs and their host rocks

4.2 暗色包體與寄主巖的巖石化學(xué)特征

暗色包體與寄主巖的主微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表3。寄主巖的SiO2含量為67.10%～70.02%(平均68.00%)，為酸性巖類，暗色微粒包體SiO2含量為52.08%～57.07%(平均54.07%)，為中性巖類。寄主巖的全堿含量為8.05%～8.39%，平均8.25%，包體的全堿含量為3.95%～6.92%，平均5.05%，其中寄主巖的K2O/Na2O>1，而包體的K2O/Na2O<1，表明寄主巖比包體更富鉀。在K2O-SiO2關(guān)系圖中，寄主巖落在高鉀鈣堿性系列區(qū)域，而暗色包體落在鈣堿性系列和高鉀鈣堿性系列區(qū)域(圖8a)。寄主巖的A/CNK=0.95～1.00，平均0.98，而包體的A/CNK=0.76～0.95，平均0.85，整體為準(zhǔn)鋁質(zhì)(圖8b)。寄主巖的分異指數(shù)(DI)=79.02～84.01，平均80.44，包體的分異指數(shù)=36.84～54.30，平均45.04，表明寄主巖分異程度明顯高于包體。

寄主巖和暗色微粒包體的稀土元素含量分別為166.5×10-6～231.6×10-6(平均213.3×10-6)和76.57×10-6～228.9×10-6(平均148.0×10-6)，前者高于后者(表2)；LREE/HREE分別為9.96～16.8(平均12.2)和3.84～9.32(平均6.30)，(La/Yb)N分別為9.35～16.8(平均12.1)和2.68～10.5(平均6.08)，(Gd/Yb)N分別為1.16～1.54(平均1.32)和1.29～1.92(平均1.54)，表明二者均為L(zhǎng)REE強(qiáng)烈富集，分餾明顯，但寄主巖的分異程度明顯高于包體，而HREE相對(duì)虧損，分布較緩，分餾較明顯；δEu分別為0.60～0.75(平均0.69)和0.70～0.94(平均0.84)，寄主巖負(fù)銪異常中等，而暗色包體負(fù)銪異常相對(duì)較弱，表明巖漿演化過(guò)程中可能存在斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶，從包體(中性巖)到寄主巖(酸性巖)負(fù)銪異常逐漸增強(qiáng)。稀土元素配分曲線圖(圖9a, b)呈向右陡傾斜下凹淺的“V”字型，輕、重稀土分餾明顯，二者配分樣式基本上一致。

寄主巖和暗色微粒包體具有一致的痕量元素特征和標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖樣式，表現(xiàn)為向右緩傾的“多峰多谷”形態(tài)(圖9c, d)，二者均富集大離子親石元素Rb、K和不相容元素U、Th，相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、P、Ti和大離子親石元素Ba、Sr等。

5 討論

5.1 巖體的巖漿混合成因

已有研究認(rèn)為暗色微粒包體具有以下幾種成因類型：(1)寄主巖母巖漿早期結(jié)晶的凝塊、基性巖墻經(jīng)破碎而成(同源捕虜體)(張德全, 1981)；(2)寄主巖源區(qū)熔融后的殘留體(Chappell and White, 1991)；(3)寄主巖侵位過(guò)程中捕獲的圍巖捕虜體(異源捕擄體，根據(jù)來(lái)源不同分為就地和深部?jī)煞N)(Maasetal., 1997)，是同化混染作用不徹底的產(chǎn)物；(4)寄主巖早期的堆晶礦物，即析離體或異離體(Didier, 1973)；(5)鎂鐵質(zhì)巖漿與長(zhǎng)英質(zhì)巖漿混合作用不徹底的產(chǎn)物(MME)(Peruginietal., 2003; Feeleyetal., 2008; 陳廣俊等, 2014)。

圖10 暗色微粒包體中的不平衡結(jié)構(gòu)(a)包體中見(jiàn)來(lái)自寄主巖的長(zhǎng)柱狀斜長(zhǎng)石斑晶；(b)包體中的長(zhǎng)柱狀角閃石；(c)鏡下包體中的長(zhǎng)柱狀角閃石(-)Fig.10 Unbalanced structure in mafic microgranular enclaves

阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體的圍巖是上侏羅-下白堊統(tǒng)沙木羅組下段，主要為一套細(xì)砂質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖、變中-細(xì)粒鈣質(zhì)巖屑石英砂巖、變鈣質(zhì)石英粉砂巖、變細(xì)粒鈣質(zhì)凝灰質(zhì)長(zhǎng)石雜砂巖組合，在成分和結(jié)構(gòu)上與暗色微粒包體存在明顯差異，野外調(diào)查在阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體中發(fā)現(xiàn)了沙木羅組下段地層中的板巖捕擄體，捕擄體呈不規(guī)則棱角狀，見(jiàn)角巖化、硅化等蝕變，具變余層理構(gòu)造，而暗色微粒包體未見(jiàn)角巖化、硅化等蝕變現(xiàn)象，具典型的火成結(jié)構(gòu)；此外，暗色微粒包體塑性變形特征明顯，呈橢圓形、細(xì)長(zhǎng)條形、透鏡狀以及不規(guī)則形態(tài)，與圍巖捕擄體的不規(guī)則棱角狀明顯不同，表明暗色微粒包體不是圍巖捕擄體。鏡下觀察發(fā)現(xiàn)暗色微粒包體具有典型的巖漿巖礦物組合和結(jié)構(gòu)特征，未見(jiàn)石榴石、紅柱石、堇青石等特征蝕變礦物，表明暗色微粒包體不是源區(qū)熔融后的殘留體(陳廣俊等, 2014)。暗色微粒包體為寄主巖早期的堆晶礦物的最大特征是暗色微粒包體具堆晶結(jié)構(gòu)，礦物粒度與寄主巖相近，接觸關(guān)系多為漸變(Noyesetal., 1983)。阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體中的暗色微粒包體未發(fā)現(xiàn)堆晶結(jié)構(gòu)，大部分包體的粒度明顯小于寄主巖粒度，接觸關(guān)系見(jiàn)截然型和漸變型，表明暗色微粒包體不是寄主巖早期的堆晶礦物(肖慶輝等, 2002; 陳國(guó)超等, 2016)。少部分暗色微粒包體與寄主巖接觸帶見(jiàn)寬約幾毫米的冷凝邊(圖5b)，偶見(jiàn)反向脈(圖5e)，而冷凝邊和反向脈的出現(xiàn)是鎂鐵質(zhì)巖漿與長(zhǎng)英質(zhì)巖漿發(fā)生混合作用的可靠證據(jù)(王德滋和謝磊, 2008)。

以上分析表明鎂鐵質(zhì)巖漿注入長(zhǎng)英質(zhì)巖漿發(fā)生混合作用的觀點(diǎn)可以合理解釋阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體中暗色微粒包體的成因。

阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體發(fā)生巖漿混合作用具有諸多識(shí)別標(biāo)志。在復(fù)式巖體中廣泛分布閃長(zhǎng)質(zhì)暗色微粒包體，包體直徑懸殊明顯，以小型包體為主，具明顯的塑性變形特征，與寄主巖接觸關(guān)系以截然為主，見(jiàn)少量漸變過(guò)渡型；包體與寄主巖之間偶見(jiàn)寬約幾厘米到幾十厘米不等的過(guò)渡帶，過(guò)渡帶沿著包體與寄主巖的接觸帶呈環(huán)狀或脈狀產(chǎn)出，該帶以色率介于包體和寄主巖石之間，粒度大于寄主巖而小于包體為顯著特征(圖5d)；有時(shí)可見(jiàn)包體與寄主巖之間相互穿插、包裹(圖5f, g)；在包體與寄主巖接觸帶包體一側(cè)偶見(jiàn)寬約1～2mm的冷凝邊(圖5b)，包體中偶見(jiàn)反向脈發(fā)育(圖5e)；在包體中可見(jiàn)到大量從寄主巖捕獲的斑晶(Troll and Schmincke, 2002; 陳斌等, 2006; 陳國(guó)超等, 2016)，如發(fā)育暗色鑲邊的石英和鉀長(zhǎng)石斑晶(圖4b, c)，鑲邊是由于基性巖漿的溫度高于酸性巖漿約300℃(王德滋和謝磊, 2008)，當(dāng)兩者之間發(fā)生混合作用時(shí)，吸熱效應(yīng)在石英、鉀長(zhǎng)石邊緣的一圈熔體中形成局部過(guò)冷的條件，導(dǎo)致細(xì)粒他形角閃石、黑云母等暗色礦物圍繞石英、鉀長(zhǎng)石捕擄晶晶出(Vernon, 2014; 陳廣俊等, 2014; 陳國(guó)超等, 2016)，此外，在包體中還見(jiàn)到斜長(zhǎng)石斑晶，這些斑晶以發(fā)育溶蝕狀和港灣狀外形為特征(圖4d)；在包體及包體周圍寄主巖中見(jiàn)大量不平衡結(jié)構(gòu)：包體中的長(zhǎng)柱狀斜長(zhǎng)石(圖10a)、角閃石(圖10b, c)和針狀磷灰石等結(jié)構(gòu)特征(圖4k)。

5.2 巖漿混合的程度

巖漿混合的能干性主要受巖漿的溫度和黏性影響(張旗等, 2007; 王玉往等, 2012)，基巖巖漿的溫度恒高于酸性巖漿(王德滋和謝磊, 2008)，且基巖巖漿的黏性小于酸性巖漿(張旗等, 2007)，故基性巖漿混合的能干性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于酸性巖漿，在酸性巖石中常見(jiàn)基性暗色微粒包體，而在基巖巖石中很少見(jiàn)酸性包體。阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體亦如此。在暗色微粒包體與寄主巖的接觸帶見(jiàn)冷凝邊(圖5b)，且從接觸帶到中心礦物粒度逐漸變大(圖4a)，表明鎂鐵質(zhì)巖漿注入長(zhǎng)英質(zhì)巖漿的早期階段由于兩者之間具有較大溫差，包體邊部溫度快速降低，礦物快速結(jié)晶形成顆粒細(xì)小的冷凝邊，由于未經(jīng)歷充分的結(jié)晶過(guò)程，礦物晶形差，粒度偏小，多呈他形-半自形細(xì)粒結(jié)構(gòu)；晚期階段隨著暗色微粒包體與寄主巖之間溫差逐漸降低，包體內(nèi)部殘余的巖漿經(jīng)歷了相對(duì)充分的結(jié)晶過(guò)程，形成的礦物晶型較好，粒度偏大。此外包體中見(jiàn)長(zhǎng)柱狀斜長(zhǎng)石(圖6a)、角閃石(圖6b, c)和針狀磷灰石(圖4h)也是溫度較高的鎂鐵質(zhì)巖漿注入溫度相對(duì)較低的長(zhǎng)英質(zhì)巖漿中快速冷卻的標(biāo)志(Baxter and Feely, 2002)。部分暗色微粒包體與寄主巖之間呈漸變過(guò)渡，偶見(jiàn)兩者之間存在明顯的過(guò)渡帶(圖5d)，表明兩者之間溫差較小。

圖11 暗色微粒包體與寄主巖的Harker圖解Fig.11 Harker diagram of MMEs and their host rocks

根據(jù)巖漿混合的程度可將混合作用劃分為低級(jí)和高級(jí)兩個(gè)階段，低級(jí)階段以機(jī)械混合(mixling)為主，而高級(jí)階段主要為化學(xué)混合(mingling)，兩個(gè)階段是連續(xù)的，宏觀和微觀下見(jiàn)到的各種不協(xié)調(diào)、不均一現(xiàn)象主要出現(xiàn)在低級(jí)混合階段，而高級(jí)階段混合作用進(jìn)行得徹底，巖石在組構(gòu)上具均一性，見(jiàn)不到端元組分或混合殘余物(李昌年, 1999; 張旗等, 2007; 王玉往等, 2012)。阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體中廣泛分布暗色微粒包體，能見(jiàn)到各種尺度的不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，如包體與寄主巖之間相互包裹、包體中見(jiàn)反向脈、包體礦物晶形較差、斑晶具港灣狀結(jié)構(gòu)(石英斑晶發(fā)育暗色鑲邊)、針狀磷灰石以及包體中礦物異常共生等，這些現(xiàn)象表明阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體是巖漿混合作用不徹底的產(chǎn)物。

阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體各類型巖石中均見(jiàn)暗色微粒包體分布，但分布極不均勻，從石英閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖-花崗巖，暗色微粒包體數(shù)量呈增加趨勢(shì)，尤其是在基性巖墻與花崗巖的接觸帶及附近暗色微粒包體成群、成帶分布。這一現(xiàn)象表明從中性巖石到酸性巖石，巖漿混合程度在逐漸降低，這種趨勢(shì)與中性巖漿的黏度低于酸性巖漿，而溫度高于酸性巖漿有關(guān)。

5.3 巖漿起源及構(gòu)造背景

阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體的巖漿混合成因意味著暗色微粒包體和寄主巖相應(yīng)端元之間存在成分的交換，但是包體明顯比寄主巖偏中性，且包體與寄主巖之間的接觸關(guān)系以截然為主，表明巖漿混合作用不徹底，存在物理混合(mingling)，那么寄主巖和包體繼承了相應(yīng)端元的部分巖漿源區(qū)特征，為本文通過(guò)地球化學(xué)數(shù)據(jù)討論阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體的巖漿源區(qū)以及構(gòu)造環(huán)境、地球動(dòng)力學(xué)提供了大量信息。在以SiO2含量為橫坐標(biāo)的Harker圖解中(圖11)，寄主巖和暗色微粒包體的FeOT、Al2O3、MgO、CaO、P2O5、TiO2含量與之呈較好的負(fù)相關(guān)性，表明在巖漿演化過(guò)程中二者經(jīng)歷了輝石、斜長(zhǎng)石、磷灰石及鈦鐵氧化物的分離結(jié)晶作用(李獻(xiàn)華等, 2000; 付強(qiáng)等, 2011)，二者的稀土元素配分曲線圖和微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖具有高度一致性，表明二者具有強(qiáng)烈的地球化學(xué)親源關(guān)系，且經(jīng)歷了相似的巖漿演化過(guò)程(陳廣俊等, 2014)。

暗色微粒包體低硅(52.08%～57.07%)，富Mg、Fe、Ca，高M(jìn)g#(45～58，平均51)的地球化學(xué)特征，暗示包體的原始巖漿起源于地幔的部分熔融(Zhouetal., 2005; 于介江等, 2013)，但是包體富集大離子親石元素Rb、K，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、P、Ti，暗示巖漿演化過(guò)程中受到地殼物質(zhì)的混染或巖漿源區(qū)經(jīng)歷了俯沖帶流體的交代，低硅又說(shuō)明地殼物質(zhì)混染不顯著。包體的Nb/Ta比值為12.2～25.8(平均17.6)接近原始地幔值(17.5±2.0, Jochumetal., 1989)。由此認(rèn)為，包體的原始巖漿可能來(lái)源于受俯沖帶流體交代的地幔楔(許繼峰等, 2001; 郝百武, 2012; 陳廣俊等, 2014)。而寄主巖相對(duì)高硅(67.10%～70.02%)，貧Mg、Fe、Ca，具有較低的Mg#(36～38，平均37)，同樣富集大離子親石元素Rb、K，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、P、Ti，其Nb/Ta比值為7.17～11.6(平均9.85)介于下地殼(8.3, Rudnick and Gao, 2003)和原始地幔值(17.5±2.0, Jochumetal., 1989)之間，更傾向于下地殼，以上特征表明寄主巖為幔源巖漿與熔融下地殼巖漿混合的產(chǎn)物，以熔融下地殼巖漿為主。

圖12 暗色微粒包體與寄主巖的源區(qū)組成判別圖(據(jù)Altherr and Siebel, 2002)Fig.12 Discrimination diagrams of magma source for MMEs and their host rocks (after Altherr and Siebel, 2002)

寄主巖和暗色微粒包體的CaO/Na2O比值分別為0.59～0.74(平均0.67)和1.34～2.96(平均2.10)，已有研究表明該比值介于0.3～1.5之間的中酸性巖石由雜砂巖或火成巖熔融形成，而由角閃巖熔融形成的中酸性巖石該比值變化較大，以0.1～3為主，可高達(dá)10(Jung and Pf?nder, 2007)。此外二者的A/CNK值分別為0.95～1.01(平均0.98)和0.76～0.95(平均0.85)，均小于1.1，根據(jù)已有研究認(rèn)為二者不可能有硬砂巖和泥質(zhì)巖石部分熔融形成(Rushmer, 1991; Montel and Vielzeuf, 1997; 馬樂(lè)天等, 2010)，但是角閃巖在水不飽和的條件下，隨著水壓的降低，脫水熔融形成巖漿的 A/CNK值小于1(Rushmer, 1991; 馬樂(lè)天等, 2010)，結(jié)合二者均富Na、Ca，具有較低的K2O/Na2O比值(0.63～1.43，平均0.96)，推斷二者的物質(zhì)源區(qū)可能以角閃巖為主(趙永久等, 2007)，但是寄主巖物質(zhì)源區(qū)有向雜砂巖過(guò)渡的趨勢(shì)(圖12)。

目前對(duì)于班-怒洋的認(rèn)識(shí)尚存諸多爭(zhēng)議。不同地區(qū)的研究表明班-怒洋盤的打開(kāi)具有穿時(shí)性，在印度板塊地區(qū)打開(kāi)的時(shí)間為中-晚二疊世(Stampfli and Borel, 2002)，Springetal. (1993)在岡瓦納大陸北緣采集的花崗巖年齡為281±1Ma、270Ma和268±5Ma，該地區(qū)的巖漿活動(dòng)集中在早二疊世晚期-晚二疊世(Zhuetal., 2010)，黃啟帥等(2012)和Shietal. (2012)分別對(duì)班公湖MOR型蛇綠巖和東巧蛇綠巖的地幔橄欖巖進(jìn)行測(cè)年，獲得了254±28Ma和251±65Ma兩個(gè)年齡，可以代表班-怒洋的初始裂解時(shí)間，該時(shí)間比曲曉明等(2009)在日土縣東面由洋脊型鎂鐵質(zhì)巖墻測(cè)得的洋盆打開(kāi)時(shí)間186.6～181.9Ma要早很多，林彬等(2017)對(duì)在多龍礦集區(qū)尕爾勤礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的枕狀玄武巖進(jìn)行測(cè)年，獲得其年齡為298±11Ma，將班-怒洋的初始裂解時(shí)限提前至早二疊世，Zhangetal. (2016)獲得改則地區(qū)的榴輝巖年齡為260±5Ma，強(qiáng)巴扎西等(2009)對(duì)藏東丁青地區(qū)蛇綠巖中堆晶輝長(zhǎng)巖進(jìn)行測(cè)年，獲得其年齡217±1.6Ma，這些年齡數(shù)據(jù)進(jìn)一步證實(shí)班-怒洋盤的打開(kāi)具有穿時(shí)性。班-怒洋盆存在三條俯沖帶(杜德道等, 2011; 曲曉明等, 2009)：北面的日土和獅泉河-改則-洞錯(cuò)俯沖帶，南面的拉果錯(cuò)俯沖帶，前者開(kāi)始向北向羌塘地塊俯沖的時(shí)間是165.5±1.9Ma～166.4±2.0Ma(曲曉明等, 2009)，但羌塘南緣廣泛發(fā)育早侏羅世(190～180Ma)SSZ型蛇綠巖指示北向俯沖作用此時(shí)已開(kāi)始(Wangetal., 2016)，后者開(kāi)始向南向拉薩地塊俯沖的時(shí)間為134Ma(杜德道等, 2011)，到侏羅紀(jì)末-白堊紀(jì)初洋盆閉合(曲曉明等, 2009)，隨后進(jìn)入陸內(nèi)俯沖，該過(guò)程一直持續(xù)到約95Ma(Kappetal., 2005)，然而李華亮等(2016)根據(jù)上白堊統(tǒng)競(jìng)柱山組(K2j)為陸相磨拉石沉積，且角度不整合覆蓋在蛇綠巖及特提斯殘留海相地層之上，認(rèn)為班公湖地區(qū)在96Ma左右全面完成了由洋到陸的轉(zhuǎn)換，進(jìn)入陸內(nèi)環(huán)境，約88.8Ma完成了從陸內(nèi)俯沖向局部伸展的構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)變(雷鳴等, 2015)，李發(fā)橋等(2018)對(duì)班-怒帶中段瑪日埃錯(cuò)地區(qū)花崗斑巖進(jìn)行研究，認(rèn)為其形成于后碰撞伸展環(huán)境，表明晚白堊世晚期(78.3Ma)班怒帶中段地區(qū)已經(jīng)進(jìn)入后碰撞伸展階段。

阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體中寄主巖和暗色微粒包體的Na2O含量平均值為2.80%～4.83%(平均均3.62%)，小于4.5%，表明區(qū)內(nèi)花崗巖類形成深度接近50km(馬樂(lè)天等, 2010; Winther, 1996)，顯示此時(shí)的地殼已經(jīng)加厚，證實(shí)了獅泉河-改則-洞錯(cuò)俯沖帶向北向羌塘地塊之下俯沖的觀點(diǎn)(杜德道等, 2011)。巖體的成巖年齡是109.1±1.0Ma，此時(shí)正處于班-怒洋由弧-陸碰撞向陸陸碰撞的轉(zhuǎn)換階段即軟碰撞階段(任紀(jì)舜等, 1999)。寄主巖和暗色微粒包體均富集不相容元素Rb、K、U、Th，相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、P、Ti，具有島弧型巖漿巖的特征(杜德道等, 2011)，在Pearce (1996)的構(gòu)造環(huán)境判別圖上所有樣品主要落在火山弧構(gòu)造環(huán)境(圖13)，有個(gè)別樣品落在板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境，表明其形成與獅泉河-改則-洞錯(cuò)俯沖帶向北向羌塘地塊之下俯沖關(guān)系密切。

圖13 暗色微粒包體與寄主巖的Rb-Nb+Y圖(a)和Rb-Yb+Ta圖(b)(據(jù) Pearce, 1996)Fig.13 Rb vs. Nb+Y diagram (a) and Rb vs. Yb+Ta diagram (b) for MMEs and their host rocks (after Pearce, 1996)

關(guān)于巖漿混合成因的機(jī)制有以下幾種觀點(diǎn)：(1)層狀巖漿房對(duì)流觀點(diǎn)。巖漿房中存在分層明顯的兩層巖漿，上部為長(zhǎng)英質(zhì)巖漿，下部為鎂鐵質(zhì)巖漿，由于密度、黏度、溫度等的不均衡性，兩種巖漿發(fā)生大規(guī)模的對(duì)流作用，下部鎂鐵質(zhì)巖漿的對(duì)流作用將長(zhǎng)英質(zhì)巖漿拖入，鎂鐵質(zhì)巖漿混合能干性強(qiáng)，二者之間發(fā)生化學(xué)混合，形成均一巖漿；上部長(zhǎng)英質(zhì)巖漿的對(duì)流作用將鎂鐵質(zhì)巖漿帶入，而長(zhǎng)英質(zhì)巖漿混合能干性相對(duì)較差，二者之間僅發(fā)生機(jī)械混合作用，形成各種形態(tài)的暗色微粒包體(Vernon, 1983; 馬昌前等, 1994; 王德滋等, 1992; 張旗等, 2007; 王德滋和謝磊, 2008)。(2)暗色微粒包體來(lái)源于富氣的鎂鐵質(zhì)巖漿上浮到長(zhǎng)英質(zhì)巖漿中結(jié)晶形成(Eichelberger, 1980; 王德滋等, 1992; 王德滋和謝磊, 2008)。(3)鎂鐵質(zhì)巖漿以噴泉或射流的形式從巖漿房的一側(cè)噴入到長(zhǎng)英質(zhì)巖漿(Frost and Mahood, 1987)。(4)深部巖漿房的鎂鐵質(zhì)巖漿經(jīng)伸展構(gòu)造注入到淺部長(zhǎng)英質(zhì)巖漿房，發(fā)生巖漿混合作用，形成暗色微粒包體或基性巖墻(王德滋等, 1992; 王德滋和謝磊, 2008; Kumar and Pieru, 2010)。(5)巖漿混合作用主要發(fā)生在深部源區(qū)，在巖漿上升或侵位階段發(fā)生混合作用的可能性很小(張旗等, 2007)

根據(jù)野外觀察統(tǒng)計(jì)，按照拉伸程度將研究區(qū)暗色微粒包體分為兩類。第一類包體呈細(xì)長(zhǎng)條狀，定向明顯，長(zhǎng)短軸比值介于4.14～5.32之間(表1)，包體分布的位置距離中基巖巖墻與寄主巖的接觸部位較遠(yuǎn)，包體和寄主巖均未見(jiàn)固態(tài)變形，其拉伸程度與塑性狀態(tài)下巖漿的流動(dòng)有關(guān)，其長(zhǎng)軸方向指示巖漿的流動(dòng)方向(馬昌前等, 1994; 陳國(guó)超等, 2016)；第二類包體呈橢圓狀、透鏡狀、云霧狀以及不規(guī)則形態(tài)，直徑明顯大于第一類包體，未見(jiàn)明顯拉伸，多成群、成帶分布在中基性巖墻與寄主巖接觸部位附近，包體與寄主巖結(jié)構(gòu)差異明顯，包體常發(fā)育冷凝邊，這類包體未見(jiàn)明顯定向，或在同一露頭可見(jiàn)幾種不同的方向，為巖漿局部對(duì)流、攪動(dòng)的結(jié)果(Patersonetal., 2004; 陳國(guó)超等, 2016)。在巖漿混合邊界，端元巖漿的溫度、黏度差異明顯(Kumar and Rino, 2006)，巖漿運(yùn)移速度較小，包體拉伸程度較低，形成第二類包體，隨著遠(yuǎn)離混合邊界，巖漿運(yùn)移速度增大，包體拉伸程度也隨之變大，形成第一類包體(陳國(guó)超等, 2016)。

巖漿混合作用的發(fā)生與構(gòu)造環(huán)境關(guān)系密切，俯沖造山帶、大陸熱點(diǎn)、地殼伸展、深大斷裂等構(gòu)造環(huán)境有利于巖漿混合作用的發(fā)生(Shamberger and Garcia, 2007; 齊有強(qiáng)等, 2008)。阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體中寄主巖和暗色微粒包體的成巖年齡分別為109.1±1.0Ma和107.4±0.7Ma，此時(shí)正處于班-怒洋北向俯沖羌塘地塊之下的弧-陸碰撞造山階段(Kappetal., 2005)，當(dāng)洋殼俯沖到一定深度，隨著溫度升高、壓力增大，洋殼開(kāi)始脫水，產(chǎn)生流體，引起上覆地幔楔發(fā)生部分熔融，形成鎂鐵質(zhì)巖漿(金性春和于開(kāi)平, 2003; 董國(guó)臣等, 2006; 邱檢生等, 2015)，在密度差的作用下鎂鐵質(zhì)巖漿向上運(yùn)移，并底侵于殼-幔邊界，為下地殼帶來(lái)高溫?zé)崮?溫差300～500℃)和富含揮發(fā)分的流體，引發(fā)下地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融，形成長(zhǎng)英質(zhì)巖漿(Huppert and Sparks, 1988; 董國(guó)臣等, 2006; 王德滋和謝磊, 2008)，當(dāng)鎂鐵質(zhì)巖漿從底部注入到已經(jīng)部分結(jié)晶的長(zhǎng)英質(zhì)巖漿中時(shí)，由于二者之間溫度、黏度差異明顯，不能發(fā)生徹底的化學(xué)混合(mixing)形成均一的巖漿，而以發(fā)生機(jī)械混合(mingling)為主(張旗等, 2007; 邱檢生等, 2015)，表現(xiàn)為各種巖漿混合現(xiàn)象以及不協(xié)調(diào)現(xiàn)象(張旗等, 2007)。

6 結(jié)論

(1)巖漿混合作用以機(jī)械混合為主，存在化學(xué)混合，且?guī)r漿混合作用具有多期次性，巖漿混合作用的影響因素主要是端元巖漿的溫度和黏度，其中溫差導(dǎo)致暗色微粒包體和寄主巖之間存在不同的組構(gòu)。

(2)暗色微粒包體的拉伸程度與塑性狀態(tài)下巖漿的流動(dòng)有關(guān)，具有明顯定向性包體的長(zhǎng)軸方向指示巖漿的流動(dòng)方向，而包體未見(jiàn)明顯定向，或在同一露頭可見(jiàn)幾種不同的方向，為巖漿局部對(duì)流、攪動(dòng)的結(jié)果。

(3)阿翁錯(cuò)復(fù)式巖體中寄主巖和暗色微粒包體的年齡分別為109.1±1.0Ma和107.4±0.7Ma，基本上一致，巖漿混合作用發(fā)生在早白堊世，此時(shí)正處于班-怒洋由弧-陸碰撞向陸陸碰撞的轉(zhuǎn)換階段即軟碰撞階段。

(4)在班-怒洋北向俯沖羌塘地塊之下的背景下，洋殼脫水，引起上覆地幔楔發(fā)生部分熔融，形成鎂鐵質(zhì)巖漿，鎂鐵質(zhì)巖漿向上運(yùn)移，并底侵于殼-幔邊界，引發(fā)下地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融，形成長(zhǎng)英質(zhì)巖漿，當(dāng)鎂鐵質(zhì)巖漿從底部注入長(zhǎng)英質(zhì)巖漿房時(shí)，鎂鐵質(zhì)巖漿快速冷凝，形成部分色率高、粒度細(xì)，具冷凝邊的包體，與寄主巖呈截然型接觸，隨著端元巖漿之間的溫差逐漸降低，包體色率降低，粒度變大，與寄主巖呈漸變過(guò)渡。

致謝四川省地質(zhì)調(diào)查院闞澤忠教授級(jí)高工在成文過(guò)程中給予了幫助；兩位匿名審稿專家在審稿過(guò)程中提出了寶貴的意見(jiàn)和建議，使文章得到了進(jìn)一步提升和完善；宋揚(yáng)副研究員、林彬博士及編輯部老師為本文的順利刊出付出了努力；在此一并表示衷心的感謝。