劉璐璐 蘇尚國 王娜 王文博

中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖(a)和研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖(b)Fig.1 Tectonic setting map of the North China Craton (a) and regional geological map of study area (b)

華北克拉通在燕山期(侏羅紀(jì)-白堊紀(jì))經(jīng)歷了巨量的減薄(鄧晉福等, 1996, 2003, 2004; Fan and Menzies, 1992; Menziesetal., 1993; 吳福元和孫德有, 1999; 吳福元等, 2000, 2003, 2008; 徐義剛, 1999; 鄭建平和路鳳香, 1999; 鄭建平, 2009; 路鳳香等，2000; Gaoetal., 2002; 嵇少丞等, 2008)，以及構(gòu)造域的時空轉(zhuǎn)換和大規(guī)模的巖漿事件(吳福元等, 2008, 2014; 朱日祥等, 2011; 鄭永飛等, 2018)，并伴隨有大規(guī)模的成礦作用(毛景文等, 2009)，因而被國內(nèi)外學(xué)者視為古老克拉通巖石圈減薄和破壞的最佳研究對象。大陸巖石圈減薄既有多圈層相互作用有關(guān)的深部過程，也有巖石圈地殼構(gòu)造變形、地殼表面的隆升和沉降等淺部響應(yīng)(張長厚, 2009)。巖漿作用把深部熱量帶到淺部，加熱、甚至部分熔融地殼，變形作用則促進(jìn)熔體在擠壓構(gòu)造中從源區(qū)的分離、排除和上升(Percivaletal., 2002)。因此，作為地球內(nèi)部與淺表之間物質(zhì)和能量交換的使者，巖漿系統(tǒng)過程的研究占據(jù)重要位置。

多年來，多數(shù)研究主要從地球化學(xué)方面來探討華北中生代巖漿巖的成因機(jī)理。就成因機(jī)理而言，主要的觀點有加厚地殼的部分熔融(王強(qiáng)等, 2001; 劉紅濤等, 2002; 肖龍等, 2004)和殼幔巖漿混合(陳斌等, 2005; 張海東等, 2014; 楊金昆等, 2018)。然而，隨著巖漿系統(tǒng)物理過程的不斷揭示(Marsh, 1996; Marsh and Resmini, 1992)，學(xué)者們認(rèn)識到火成巖中的晶體并非都結(jié)晶于攜帶巖漿，可能為外來晶(Jerram and Martin, 2008; Miller and Wark, 2008;羅照華等, 2013; 劉顯凡等, 2010; 祝新友等, 2012; 蘇尚國等, 2014, 2018)。不同深度的巖漿房可能析出自身的晶體。當(dāng)這些巖漿房發(fā)生相互串聯(lián)，便會形成多重巖漿房或巖漿晶粥柱(Zellmer and Annen, 2008; Marsh, 1996)，最終可能表現(xiàn)為不同晶體以及熔漿的混合。

河北武安坦嶺雜巖體位于華北克拉通中部，研究發(fā)現(xiàn)其中的斜長斑巖是由～70%的自形斜長石斑晶和～30%的顯微晶質(zhì)組成。筆者認(rèn)為其巖漿上侵機(jī)制為流體活化機(jī)制，斑晶結(jié)晶于深部巖漿房，外部流體加入后，形成流體超壓，攜同斜長石斑晶在地表淺部定位(劉璐璐等, 2017)。但缺少其它巖體的研究。本文對該區(qū)的雜巖體進(jìn)行系統(tǒng)的巖相學(xué)、礦物學(xué)、巖石地球化學(xué)及鋯石年代學(xué)研究，試圖揭示其巖漿組裝過程,以期獲得華北克拉通巖石圈減薄過程的啟示。

圖2 坦嶺侵入雜巖體地質(zhì)圖(a)和斜長斑巖巖體地質(zhì)圖(b)Fig.2 Geological map of Tanling intrusive complex (a) and geological map of plagioporphyry (b)

1 地質(zhì)背景

武安地區(qū)位于河北省西南部的邯鄲-邢臺地區(qū)(簡稱“邯邢地區(qū)”)，是我國重要的鐵礦成礦富集區(qū)(陳斌等, 2005)。大地構(gòu)造位置上，為華北克拉通中部贊皇隆起帶以南(圖1)，大興安嶺-太行山-武陵山重力梯級帶以南，東接華北平原(馬吉群, 1984; 羅照華等, 1999)。研究區(qū)發(fā)育基底地層為太古宇贊皇群，與上覆中元古代長城系，古生代寒武系-奧陶系-石炭系-二疊系，中生代三疊系-白堊系，以及新生代第三系-第四系呈角度不整合接觸(尹明等, 2014; 鄭建民等, 2007)。區(qū)內(nèi)中生代侵入巖侵位明顯受近北北東向深大斷裂控制和近南北向斷裂控制，呈NNE向、似層狀展布，分別為東部的新城、洪山、鼓山巖體，中部的綦村、礦山、武安、固鎮(zhèn)巖體和西部的符山巖體。在坦嶺地區(qū)，大面積出露的地層為奧陶系馬家溝組灰?guī)r及白云巖，見有少量石炭系本溪組的深灰色粉砂巖、鋁土質(zhì)頁巖、泥巖等。

2 巖體地質(zhì)及巖相學(xué)

坦嶺村東南發(fā)育了一個以北白石為中心的大的穹窿構(gòu)造(圖2a)。坦嶺雜巖體主要出露于青龍山(圖2b),穹隆構(gòu)造的西部，巖體與奧陶紀(jì)灰?guī)r的接觸。坦嶺雜巖體中各巖性結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，本文采用侵入巖的命名原則為：對似斑狀巖石采用斑狀某某巖；對斑狀結(jié)構(gòu)巖石采用某某斑巖命名方法。坦嶺雜巖體主要巖性為二長巖、斑狀二長巖及斜長斑巖。野外觀察可知，坦嶺雜巖體的侵位順序為細(xì)粒二長巖→斑狀角閃二長巖→斑狀斜長二長巖→斜長斑巖(圖3)?？臻g上，巖體總體呈厚板狀分布，斑狀角閃二長巖位于坦嶺雜巖體北東側(cè)最底層，中部分布著細(xì)粒二長巖，西側(cè)上部為斑狀斜長二長巖。山頂為含角礫斜長斑巖。斜長斑巖呈巖脈狀侵入于其他巖體之中，侵入界線平直(圖3a)。巖體頂部多見少量橢圓狀變質(zhì)石英砂巖及變質(zhì)頁巖捕虜體，棱角-次棱角狀的斑狀斜長二長巖角礫和不規(guī)則狀角閃石集合體。野外觀察顯示，山頂部的角礫為斑狀斜長二長巖，具有明顯的可拼合特點(圖3b)，是斜長斑巖巖脈的上侵致其破裂而成，暗示了流體超高壓的存在。斑狀角閃二長巖中常見暗色磁性包體，長軸約3～20cm不等。

圖3 坦嶺雜巖體的野外地質(zhì)特征及接觸關(guān)系(a)斜長斑巖侵入到細(xì)粒二長巖之中；(b)斜長斑巖穿切斑狀斜長二長巖使其破裂；(c)斜長斑巖之中見斑狀角閃二長巖、斑狀斜長二長巖和細(xì)粒二長巖包體；(d)斑狀角閃二長巖中的暗色包體Fig.3 Field characteristics of Tanling intrusive complex and its relationship

細(xì)粒二長巖 淺灰白色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖4a)。由斜長石(～50%)、鉀長石(～35%)、角閃石(8%～10%)、石英(～3%)、Fe-Ti氧化物(～3%)，榍石(～2%)和微量磷灰石、鋯石等組成。角閃石為淺黃色-褐色，他形粒狀，粒徑0.8mm，部分晶體周圍見Fe質(zhì)析出。斜長石呈自形-半自形板狀(～1mm)，偶見凈邊結(jié)構(gòu)，絹云母化、高嶺土化強(qiáng)烈。鉀長石呈不規(guī)則狀形成于斜長石之間(圖4b, c)，分布不均勻。Fe-Ti氧化物(0.1mm)，零星分布。

斑狀角閃二長巖 灰白色，具似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶主要為角閃石(～8%)，部分呈單晶體散布于基質(zhì)中，部分呈聚斑狀產(chǎn)出(圖4d)，見個別斜長石?；|(zhì)為顯微晶質(zhì)，主要有斜長石(～40%)、鉀長石(～28%)、角閃石(～10%)、透輝石(～5%)、黑云母(～5%)、Fe-Ti氧化物(～3%)和微量榍石、磷灰石等。斑晶角閃石呈自形長柱狀(圖4e, f)，粒徑3～7mm，邊緣多見反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)(黑云母+長石+Fe-Ti氧化物)，內(nèi)部多見溶蝕成港灣狀，多發(fā)育長石、榍石、磷灰石、Fe-Ti氧化物等?；|(zhì)礦物斜長石呈半自形粒狀(0.2～0.4mm)，偶見凈邊結(jié)構(gòu)，具明顯聚片雙晶，微弱絹云母化、綠簾石化。角閃石半自形(～0.2mm)，多蝕變。黑云母除發(fā)育在斑晶角閃石內(nèi)部和反應(yīng)邊外，自形黑云母和Fe-Ti氧化物還呈零散分布(～0.4mm)。

斑狀斜長二長巖 灰白色，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖4g)。斑晶為斜長石(5%～8%)，偶見角閃石(～2%)?；|(zhì)為斜長石(～40%)、鉀長石(～25%)、角閃石(～8%)、石英(8%～15%)，F(xiàn)e-Ti氧化物(3%)、磷灰石等，偶見黑云母。斑晶斜長石多為自形-半自形板狀結(jié)構(gòu)(圖4h, i)，1～3cm，核部遭受綠簾石化，邊部發(fā)育增生邊。基質(zhì)斜長石呈自形粒狀，0.2～0.5mm，發(fā)育聚片雙晶和振蕩環(huán)帶。鉀長石多呈他形充填在斜長石之間。角閃石多呈半自形(0.1～0.4mm)，少量呈長柱狀。

斜長斑巖 暗紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶為自形斜長石，含量高達(dá)70%，基質(zhì)為顯微晶質(zhì)，可稱其為多斑斜長斑巖(圖4j)。粒徑變化較小(～3mm×1.6mm)，由一個寬廣的斜長石核部+寬度可變的條紋長石邊構(gòu)成(圖4k)?；|(zhì)主要由藍(lán)透閃石、條紋長石、石英，鉀長石和鈉長石，及少量磁鐵礦、赤鐵礦、鈦鐵礦、磷灰石、榍石和鋯石等組成(圖4l)(劉璐璐等, 2017, 2019)。斜長斑巖基質(zhì)具明顯氣孔，是流體逃逸的表現(xiàn)，暗示了巖漿曾含有較多揮發(fā)分。

3 測試方法

單礦物主量元素測試于中國冶金地質(zhì)總局山東局測試中心完成。分析儀器型號為：日本(JEOL)JXA-8230。分析條件為:激發(fā)電壓為15kV，激發(fā)電流為20nA，束斑直徑為5μm，校正方法為ZAF法，標(biāo)準(zhǔn)樣品采用美國SPI礦物、金屬標(biāo)準(zhǔn)和中國國家標(biāo)準(zhǔn)樣品GSB礦物。

鋯石U-Pb測年在北京離子探針中心SHRIMP Ⅱ上完成。測試時一次流O2-強(qiáng)度為3～5nA，測試束斑直徑為25～30μm。用于鋯石U含量和年齡校正的標(biāo)樣為M257 (U=840×10-6, Nasdalaetal., 2008) 和TEM年齡為417Ma(Blacketal., 2003)。每分析3～4個未知樣品數(shù)據(jù)，插入1次標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEM。每個分析點采用5組掃描。數(shù)據(jù)處理程序為SQUID和ISOPLOT。據(jù)實測204Pb校正普通鉛，同位素比值和單點年齡誤差均為1σ。加權(quán)平均年齡誤差為95%置信度。

全巖主量元素分析在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實驗室完成。主量元素檢測標(biāo)準(zhǔn)為GB/T14506.28—2010，檢測儀器為4000/40 AxiosmaxX射線熒光光譜儀；FeO含量的測試方法為滴定法，測試的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性通過標(biāo)準(zhǔn)樣品BHVO-2檢驗和校正，分析精度和準(zhǔn)確度優(yōu)于4%。

全巖微量元素分析在中國地質(zhì)科學(xué)院國家地質(zhì)實驗測試中心完成，采用Agilent 7500a型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測定，標(biāo)樣為GBW07120、GBW07103、GBW07105和GBW07187，對于含量小于10×10-6的元素分析誤差為10%，對于含量大于10×10-6的元素分析精度優(yōu)于5%。

4 分析結(jié)果

4.1 鋯石年代學(xué)

坦嶺斑狀角閃二長巖的鋯石多呈灰褐色(圖5a)，自形-半自形，長柱狀-粒狀，長徑介于70～130μm之間，部分180μm，長寬比為1:1～4:1。鋯石顆粒大小差距不大。多數(shù)長柱狀鋯石振蕩環(huán)帶不明顯，僅個別粒狀鋯石顯示震蕩環(huán)帶(圖5a)。鋯石樣品有效數(shù)據(jù)15個點(表1、圖5b)，U和Th含量分別為103×10-6～320×10-6和107×10-6～534×10-6，Th/U比值為1.01～1.86，具有巖漿鋯石的成因特點(Hermannetal., 2001)。206Pb/238U加權(quán)平均年齡為128.5±1.7Ma(MSWD=1.7)，代表了斑狀角閃二長巖巖體的結(jié)晶年齡。

表1坦嶺雜巖體SHRIMP鋯石U-Pb定年數(shù)據(jù)

Table 1 SHRIMP zircon U-Pb data of Tanling intrusive complex

測點號206Pbc(%)(×10-6)206Pb?UThTh/U同位素比值207Pb?206Pb?±%207Pb?235U±%206Pb?238U±%誤差相關(guān)系數(shù)Age (Ma)206Pb238U±%207Pb206Pb±%斑狀角閃二長巖1-3.22043041.540.05365.30.1368.30.01856.30.764117.9±7.4354±12022.042.71591761.140.0382240.102240.019312.20.091123.3±2.6-472±63030.615.433175341.740.0378.90.101190.019821.60.174126.5±2.0-558±24040.002.711561831.210.05525.20.15465.50.02031.80.325129.6±2.3421±12050.963.862222921.360.04926.80.136170.020071.70.237128.1±2.1156±16060.604.562674811.860.04925.10.13395.40.019731.90.356125.9±2.4159±12071.703.72142601.260.043180.117180.019831.90.105126.6±2.4-169±45080.635.553204711.520.05395.90.14956.10.02011.60.256128.3±2.0369±13090.513.341902411.310.04718.30.1328.50.020321.80.214129.7±2.354±200100.005.132923661.300.05214.20.14684.50.020451.70.371130.5±2.2288±96110.905.112863711.340.04755.70.1355.90.020591.60.278131.4±2.177±140121.682.741521491.010.0415120.118120.0205920.165131.4±2.6-259±300134.093.371832121.190.06250.169250.020562.30.091131.2±3.0589±550140.971.731031071.070.0587110.156120.019292.20.190123.2±2.7557±250151.763.251762561.500.0454120.132120.021071.90.160134.4±2.6-36±290斑狀斜長二長巖10.923.662191000.470.0493110.131110.019301.40.120123.2±1.7161±270 21.042.05117740.650.0463140.129140.020171.60.113128.7±2.116±350 30.762.81165640.400.04888.00.1328.10.019651.40.171125.5±1.7140±190 40.242.42146970.690.05128.80.1368.90.019281.60.175123.1±1.9249±200 50.812.52151580.400.04826.30.12816.80.019272.40.359123.0±3.0110±150 61.740.97155150.270.0472160.131160.020162.00.128128.6±2.657±380 71.831.3578220.290.0484110.131110.019691.70.153125.7±2.2119±260 80.1942.3106710.700.16251.110.423.90.4653.80.9622462±772482±18 90.1553.8129340.270.16090.7110.792.70.4862.60.9652555±552466±12斜長斑巖10.728.044501710.390.04743.80.13483.90.020631.00.260131.7±1.369±90 20.0210.35951770.310.04833.00.13473.20.020210.990.314129.0±1.3115±71 30.569.215272240.440.04994.20.13934.40.020241.00.232129.2±1.3192±99 4-13.17563410.470.049501.90.13752.10.020150.940.442128.6±1.2172±44 50.136.323651390.390.04934.80.13664.90.020101.10.225128.3±1.4162±110 60.742.03116380.340.04807.30.13347.50.020141.50.199128.5±1.9101±170 70.189.375372060.400.04944.30.13804.40.020281.00.236129.4±1.3165±100 80.434.112371130.500.04774.90.13255.10.020151.20.238128.6±1.583±120 90.4730.9177112910.750.04912.60.13672.80.020210.910.327129.0±1.2151±62 100.9924.613809900.740.04793.80.13583.90.020550.950.246131.1±1.296±89 110.215.893351760.540.04854.10.13684.30.020461.10.267130.6±1.5123±97 120.1512.37153370.490.04893.50.13473.60.019990.980.272127.6±1.2142±81

注：Pbc和Pb*分別代表普通鉛和放射成因鉛；普通鉛校正采用204Pb

圖5 坦嶺雜巖的鋯石CL圖像和鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.5 Zircon CL images and U-Pb concordia diagrams for the Tanling intrusive complex

斑狀斜長二長巖中既有巖漿鋯石又有老的繼承鋯石。巖漿鋯石為長柱狀和粒狀，長徑范圍為100～350μm。陰極發(fā)光圖像顯示較明顯的振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖5c)，有的鋯石邊部有溶蝕現(xiàn)象。鋯石U和Th含量分別為55×10-6～219×10-6和15×10-6～100×10-6，Th/U比值為0.27～0.69。7個分析點在一致曲線中成群分布(表1、圖5d)，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為125.2±2.2Ma(MSWD=1.3)。另外兩顆代表性老鋯石的207Pb/206Pb平均年齡為2474±15Ma，應(yīng)為繼承鋯石(Hermannetal., 2001)。

斜長斑巖中的鋯石主要呈長柱狀，自形程度高。長徑范圍為120～300μm。陰極發(fā)光圖像顯示鋯石具有清晰的振蕩環(huán)帶(圖5e)。鋯石U和Th含量分別為116×10-6～1771×10-6和38×10-6～1291×10-6，Th/U比值為0.31～0.75，具有巖漿鋯石的成因特點(Hermannetal., 2001)。12個點有效數(shù)據(jù)分析點(表1、圖 5f)，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為129.31±0.75Ma(MSWD=0.86)。

霍延安等(2019)對區(qū)內(nèi)的細(xì)粒二長巖進(jìn)行過測年，測得其形成時代為133.7±3.2Ma。

4.2 巖石地球化學(xué)

坦嶺雜巖體的全巖主、微量數(shù)據(jù)詳見表2，其均值的變化范圍為：SiO2含量在56.98%～67.02%之間(平均61.69%)變化，為中性巖類。Al2O3含量為15.78%～19.79%。全堿含量為7.01%～10.34%，平均為7.99%。巖體整體相對富鉀，K2O/Na2O為1.47～1.92。SiO2-K2O圖解顯示，多數(shù)巖體落入高鉀鈣堿性系列范圍(圖6a)。TAS分類圖解顯示(圖6b)，坦嶺雜巖體的巖性主要為：二長巖和石英二長巖。稀土和微量元素(圖7a, b)顯示出非常一致的特點，稀土總量為124.7×10-6～176.5×10-6(平均144.9×10-6)。輕、重稀土比值分餾較明顯(圖7)，富集LREE，LREE/HREE為8.49～12.8(平均10.3)。無明顯Eu異常。微量元素富集LILE(如K、Ba、Sr)，相對虧損HFSE(Th、Nb、Ta、Hf等)。另外，斜長斑巖則相對富集Rb。

表2坦嶺雜巖體的主量(wt%)和微量(×10-6)元素組成

Table 2 Major (wt%) and trace (×10-6) elements compositions of Tanling intrusive complex

巖性細(xì)粒二長巖斑狀角閃二長巖斑狀斜長二長巖斜長斑巖SiO262.2058.7757.0156.9862.6761.9167.0266.94TiO20.520.520.850.830.500.480.350.36Al2O317.2816.6116.6416.8216.8017.7915.7815.37Fe2O33.103.624.414.093.063.092.192.47FeO1.962.783.363.541.941.880.850.84MnO0.090.110.110.140.120.120.050.06MgO1.523.302.872.721.741.321.321.24CaO4.585.376.346.114.864.811.251.23Na2O4.604.834.144.314.384.726.326.28K2O2.982.512.822.702.752.603.934.06P2O50.250.250.340.340.230.230.110.13H2O+0.520.840.730.840.650.640.390.54H2O-0.250.490.270.190.300.390.240.27LOI0.651.020.851.170.700.750.640.81Total99.7299.7199.7499.7499.7499.7199.899.79La39.527.432.631.031.229.837.319.49Ce73.949.662.861.156.658.868.848.67Pr8.926.338.127.456.607.137.745.57Nd31.923.331.529.224.627.428.121.54Sm5.984.466.075.684.514.954.643.81Eu1.881.681.981.901.421.531.160.91Gd4.944.015.84.743.854.053.862.80Tb0.700.560.840.750.510.560.540.44Dy3.583.004.33.922.823.153.042.55Ho0.710.60.840.790.540.620.560.51Er1.941.582.222.071.671.821.631.40Tm0.30.260.350.330.240.250.220.20Yb1.971.682.162.041.571.681.461.33Lu0.310.260.340.310.240.250.210.21∑REE176.5124.7159.9151.3136.4142.0159.3109.4LREE/HREE11.29.448.499.1210.910.512.810.6Sc7.412.816.715.511.710.511.212.4V74.212716615376.079.646.166.7Cr15.681.414.913.725.29.6114.7112Co8.2116.819.816.29.046.966.056.09Ni5.3531.14.733.6210.45.739.2119.1Cu4.3972.58.477.1217.289.59.9927.4Rb54.135.745.344.155.449.410668Sr980954896880758867413587Y17.614.421.120.017.417.916.913.6Zr211153134128151143134208Nb9.165.147.727.375.655.77.9510.4Ba147413481210122411101380907775Hf4.943.953.813.593.633.393.574.65Ta0.480.290.440.420.300.3450.5250.50Pb13.07.406.907.9711.311.633.116.28Th3.993.093.793.773.183.075.224.83U1.010.950.940.860.910.650.981.36

圖6 坦嶺侵入雜巖體SiO2-K2O圖解(a,據(jù)Middlemost, 1991)和TAS圖解(b,據(jù)Frost et al., 2001)Fig.6 SiO2 vs. K2O diagram (a, after Middlemost, 1991) and TAS diagram (b, after Frost et al., 2001) of Tanling intrusive complex

圖7 坦嶺侵入雜巖體球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(a)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b)(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig.7 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized multielement patterns (b) of the Tanling intrusive complex (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

圖8 坦嶺雜巖體中不同斜長石分類圖解(底圖據(jù)Deer et al., 2001)Fig.8 Classification diagram of the plagioclase compositions in Tanling complex intrusive (base map after Deer et al., 2001)

圖9 坦嶺雜巖體中各巖體代表性斜長石BSE圖像(上)和成分剖面(下)(a、b)斜長斑巖中的斜長石斑晶；(c)斑狀斜長二長巖中的斜長石斑晶；(d、e)斑狀斜長二長巖中的基質(zhì)斜長石；(f)斑狀角閃二長巖中的基質(zhì)斜長石；(g)細(xì)粒二長巖中的斜長石Fig.9 BSE images (above) and the composition profiles (below) of the representative plagioclase grains in Tanling intrusive complex

4.3 礦物學(xué)

巖相學(xué)觀察表明，坦嶺雜巖主要以似斑狀/斑狀二長巖和細(xì)粒二長巖為主，似斑狀/斑狀巖體中的斑晶種類和含量各有差別。斑狀角閃二長巖主要以角閃石(具反應(yīng)邊結(jié)構(gòu))為斑晶；斑狀斜長二長巖主要以斜長石為斑晶(發(fā)育溶蝕面)，少或無角閃石；斜長斑巖以斜長石(具反條紋長石反應(yīng)邊)為斑晶。這些多樣性表明巖漿系統(tǒng)中同種礦物可能含有不同成因，揭示了斑晶和基質(zhì)之間強(qiáng)烈的熱力學(xué)不平衡。為此，本節(jié)對代表性礦物進(jìn)行詳細(xì)地分析，以闡述晶體的成長過程。

4.3.1 斜長石

斜長石主要以斑晶和基質(zhì)兩種形式出現(xiàn)。斑晶主要出現(xiàn)在斜長斑巖和斑狀斜長二長巖之中。斜長斑巖在先前的研究中已有詳細(xì)描述(劉璐璐等, 2017)，在此僅做對比。根據(jù)測試結(jié)果(表3)及在長石三角分類圖(圖8)可看出，斜長石成分變化范圍較大，測點多數(shù)落在中長石區(qū)，少量落在拉長石區(qū)，個別落在更長石和鈉長石區(qū)。從斜長石的成分剖面圖可以看出，斜長石多具有明顯的環(huán)帶特征。

斜長斑巖中的斜長石斑晶以發(fā)育反條紋長石邊為主要特征(圖9a, b)。先前的研究表明，該條紋長石是由富堿的流體交代而成的(劉璐璐等, 2017, 2019)。斜長石斑晶有兩種，一種(圖9a)核部中心的An牌號高(高達(dá)27)，向幔部逐漸降低(12)，平均為20；另一種(圖9b)An牌號較為均一(6～8)，平均為7。且核部多包含有深部帶來的角閃石、磷灰石、黑云母等晶體。從BSE圖像及數(shù)據(jù)也可看出，F(xiàn)eO含量從內(nèi)環(huán)反條紋長石向外環(huán)逐漸增高，顯示了交代斜長石斑晶的富堿流體中也富含F(xiàn)e。

斑狀斜長二長巖中的斜長石斑晶(圖9c)具有明顯的核-邊結(jié)構(gòu)，核部遭受強(qiáng)烈蝕變。BSE圖像和探針數(shù)據(jù)顯示，晶體核部凹凸不平，發(fā)育較強(qiáng)的綠簾石化，成分具不規(guī)律振蕩的特點。牌號變化很大，An最大值55，最小值27，相鄰測點間最大變化幅度為12。晶體邊部為更-中長石，且An值由內(nèi)環(huán)(48)向外環(huán)(28)逐漸減少。此外，F(xiàn)eO含量環(huán)邊有向外增加趨勢，核部的變化則與An值變化較為一致。這些特征可能暗示了斜長石斑晶遭受了急劇變化的生長環(huán)境。

斑狀斜長二長巖基質(zhì)中的斜長石晶體有兩種，一種則具有明顯振蕩環(huán)帶(圖9d)，BSE圖像可見明顯明暗相間的帶，明亮條帶較寬，指示了晶體較緩慢的生長環(huán)境；灰暗條帶較窄，指示了晶體生長過程的快速改變。不同于斑晶的是，晶體核部具有一個亮白的區(qū)域，具較高的An值(68和60)，白色區(qū)域以外的部分An值突然大幅下降至28，且整個核部發(fā)育較多氣孔。邊部未見振蕩環(huán)帶，由內(nèi)(An35)向外(An21)同樣表現(xiàn)出降低趨勢。其他整體較低(平均為32)，且除個別點外FeO含量(平均為0.24%)變化不大。邊部和核部之間見一個圓弧形溶蝕面，期間發(fā)育明顯氣孔，暗示了晶體生長環(huán)境的突然變化。第二種是以具較窄的凈化邊(圖9e)，無明顯環(huán)帶發(fā)育為主要特征。BSE圖像顯示，晶體邊部具暗色邊，且內(nèi)環(huán)邊界線呈鋸齒狀。探針成分顯示，晶體凈化邊的成分富鈉，Ab≈69。核部也有2個測點的Ab分別為72和60，可能是測到富鈉成分的結(jié)果。其余測點的An平均值為44。FeO含量在凈化邊處有向外增加的趨勢，最高為0.45%；核部的含量則變化不大，平均為0.23%。這些特征暗示其可能形成于穩(wěn)定的結(jié)晶環(huán)境。

表3長石電子探針成分分析結(jié)果(wt%)

Table 3 Electron microprobe analyses of selected feldspar (wt%)

巖性礦物產(chǎn)狀測點SiO2TiO2Al2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OTotalAbAnOr斜長斑巖Pl斑晶(a)168.550.0519.200.460.010.000.0311.350.2799.9298.300.101.60266.100.0218.470.340.010.000.045.767.7698.5052.900.2046.90367.630.0218.980.270.000.000.0311.470.3098.7098.200.101.70465.060.0018.400.390.000.010.034.569.9298.3741.100.1058.80568.400.0319.280.100.030.000.3410.580.7099.4694.201.704.10667.610.0019.470.240.000.010.3610.410.9099.0093.001.805.30767.910.0119.160.130.020.000.3910.151.1098.8791.501.906.50866.780.0019.550.120.000.010.6710.071.2498.4489.503.307.30967.270.0119.450.140.000.010.569.701.4198.5588.702.808.501066.880.0019.670.120.010.000.6210.001.2598.5589.603.107.301166.050.0020.220.110.020.001.529.670.8798.4687.307.605.101264.770.0421.380.070.010.002.429.380.7198.7883.9011.904.101366.670.0220.670.170.030.001.289.970.8599.6688.706.305.001464.580.0021.630.090.020.012.609.230.6498.8083.2012.903.801564.000.0021.790.080.010.002.699.190.7098.4682.5013.304.201662.020.0123.120.080.000.004.188.450.5198.3776.1020.903.001761.730.0023.370.130.010.004.508.420.4898.6475.0022.102.801860.980.0023.510.140.000.004.748.100.4597.9273.5023.802.701960.350.0024.200.120.000.015.247.730.4098.0571.0026.602.40Pl斑晶(b)169.590.0018.710.590.000.000.0111.180.15100.2499.100.000.90269.320.0018.780.560.000.000.0111.500.11100.2999.300.000.70365.660.0017.960.450.040.010.001.1414.93100.1810.400.0089.60465.650.0217.940.130.000.000.000.4316.08100.253.900.0096.10569.260.0618.990.090.000.010.0511.530.17100.1698.800.101.00665.550.0018.170.090.000.000.000.3116.30100.412.800.0097.20764.940.0017.780.340.000.010.001.0215.2499.339.300.0090.70869.380.0118.890.270.040.000.3410.481.55100.9689.701.608.70968.190.0018.830.250.020.000.127.785.34100.5368.500.6030.901067.560.0118.780.210.000.000.147.995.0399.7270.200.7029.101167.970.0018.800.300.030.000.179.173.3199.7580.200.8019.001267.980.0118.790.260.000.010.108.464.2999.9074.700.5024.901369.020.0019.020.250.000.050.1510.521.45100.4691.000.708.301468.140.0019.470.170.020.000.4510.580.8599.6892.902.204.901567.590.0019.680.100.000.000.8310.281.2599.7388.904.007.101666.480.0120.490.160.000.001.609.950.8699.5587.307.705.001766.970.0020.310.130.040.001.2010.170.9299.7488.905.805.301867.060.0020.410.140.010.011.299.910.8999.7288.506.305.201967.620.0020.120.190.000.001.059.980.8499.8089.805.205.002066.550.0120.390.140.000.001.2910.210.9199.5088.606.205.202166.890.0020.100.160.050.001.199.870.6598.9190.106.003.90斑狀斜長二長巖Pl斑晶(c)161.420.0224.100.210.000.015.807.860.4099.8269.3928.292.32258.940.0025.660.150.010.007.047.160.2899.2463.7034.601.60355.800.0427.640.140.000.009.995.640.3799.6449.4748.402.13459.280.0029.000.290.000.034.324.692.77100.3852.7026.8020.50558.950.0026.000.250.000.037.876.520.45100.0758.4038.902.60657.200.0227.160.310.010.009.396.080.28100.4453.1045.321.58757.990.0026.590.210.060.008.146.750.35100.0958.8039.202.00856.360.0027.400.220.010.009.075.870.2799.2153.1045.301.60954.960.0228.100.300.000.009.875.500.3199.0649.3048.901.801057.170.0626.850.230.040.008.665.850.3999.2553.7043.902.401154.000.0129.120.300.030.0310.714.750.2299.1643.9054.801.301255.190.0028.160.340.000.019.845.570.2899.3949.8048.601.601358.220.0325.780.290.000.007.996.370.3599.0357.8540.062.09

續(xù)表3

Continued Table 3

巖性礦物產(chǎn)狀測點SiO2TiO2Al2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OTotalAbAnOr基質(zhì)Pl(d)164.080.0023.150.140.000.014.348.430.53100.6875.4021.403.20262.540.0223.630.190.000.025.328.310.53100.5671.7025.403.00360.360.0224.930.270.040.006.407.360.4499.8265.8031.602.60460.010.0125.220.230.010.027.137.190.38100.1963.2034.602.20560.400.0124.890.230.000.025.558.030.6799.7869.6026.603.90661.240.0125.570.260.000.006.947.590.56102.1664.4032.503.10760.690.0524.950.240.000.036.397.330.49100.1665.5031.602.90860.680.0025.030.270.010.026.777.230.50100.5064.0033.102.90956.920.0026.720.260.000.008.606.090.3098.8955.2043.001.801058.140.0226.780.260.050.038.976.270.33100.8554.8043.401.901158.530.0025.720.260.010.007.596.640.4499.1759.7037.702.601260.620.0024.620.250.010.006.957.430.54100.4268.5027.603.901359.730.0425.350.230.000.006.657.090.6099.6963.6032.903.501461.820.0024.800.250.000.006.156.370.64100.0262.5033.304.101562.610.0024.330.140.020.035.757.880.69101.4468.5027.603.901652.620.0029.540.310.000.0012.034.350.2399.0739.0059.601.401750.660.0031.270.270.000.0013.293.430.1499.0531.6067.600.90基質(zhì)Pl(e)161.460.0424.760.450.000.055.807.420.26100.2468.7029.701.60257.130.0027.040.270.020.028.706.150.4699.7854.6042.702.70362.140.0224.530.200.000.015.428.210.33100.8571.9026.201.90457.030.0027.630.220.000.029.255.980.29100.4153.0045.301.70556.990.0027.580.200.040.028.846.110.46100.2454.1043.202.70657.490.0527.280.250.000.008.765.890.48100.2053.3043.802.80756.590.0027.750.240.000.009.215.620.4599.8751.1046.302.70861.530.0224.780.250.000.006.176.551.45100.7560.1031.208.70958.160.0027.190.260.000.018.115.710.5199.9554.3042.603.101059.200.0026.330.200.030.017.746.480.39100.3758.8038.802.40斑狀角閃二長巖基質(zhì)Pl(f)162.260.0024.150.230.000.005.357.710.33100.0370.8027.202.00260.670.0026.680.200.030.043.826.652.58100.6763.6020.1016.20357.800.0326.670.240.060.008.076.430.3099.6058.0040.201.80458.960.0325.570.320.010.036.896.860.5399.2062.3034.603.20559.130.0026.220.310.000.017.646.560.50100.3759.1038.002.90657.470.0126.510.260.020.038.046.280.4099.0157.2040.402.40758.660.0225.820.380.000.027.626.360.3799.2658.8038.902.30860.230.1226.130.410.000.027.794.520.3799.5949.8047.402.70956.230.0328.060.310.040.0110.355.160.22100.4146.8051.801.401057.320.0828.260.320.000.0010.333.850.25100.4139.6058.701.70細(xì)粒二長巖Pl(g)161.473025.1310.2440.0120.0236.0577.0110.469100.4265.731.42.9257.794026.5530.3260.02708.5236.2170.31599.75555.942.31.9357.74025.8980.2320.0120.018.1086.2410.45598.69656.640.72.7458.048026.3450.187007.9866.5990.46599.6358.3392.7557.0510.00226.340.2280.0270.018.3165.9980.42898.455.142.22.6656.541027.2950.2290.02908.8785.6710.36999.01252.445.32.2754.2010.02928.2190.2470010.5494.7240.2798.2394454.31.7853.0250.01729.720.3600.01111.994.3420.23199.6963959.61.4斑狀斜長二長巖基質(zhì)Kfs166.000.0418.230.130.010.000.021.3914.64100.4612.600.1087.30斑狀角閃二長巖斑晶中的Pl165.770.0622.680.760.000.044.055.480.2099.0369.8028.501.70Pth166.360.0618.190.130.040.000.041.0315.38101.239.200.2090.60262.660.0523.930.250.000.005.518.340.27101.0072.1026.301.60基質(zhì)Kfs165.990.0118.670.100.020.000.293.2511.3399.6429.901.5068.70斜長斑巖基質(zhì)Kfs165.550.0017.590.190.010.000.000.3916.2299.953.500.0096.50基質(zhì)Pl168.770.0018.880.520.000.000.0211.710.16100.0699.000.100.90

表4角閃石電子探針成分分析結(jié)果(wt%)

Table 4 Electron microprobe analyses of selected amphiboles (wt%)

巖性礦物產(chǎn)狀點位SiO2TiO2Al2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OTotalT(℃)P(MPa)D (km)二長巖Am邊45.4361.4558.54214.3830.4312.69611.231.7290.93496.84850.1163.226.17核44.081.339.5815.760.5710.9911.521.860.9996.69851.9223.328.44邊44.951.628.5213.780.6711.8911.611.720.9595.72840.2170.916.46斑狀角閃二長巖斑晶Am基質(zhì)Am邊52.870.272.6811.520.4616.4711.550.840.296.8673936.91.39核42.432.3211.5212.10.1213.7411.392.211.397.13927.3346.7613.11核42.212.4911.5712.630.1413.4911.382.191.3897.48928.9350.2713.24核42.222.3111.812.180.171411.332.21.2797.49939.5364.1413.76核41.892.451212.250.1713.6411.512.21.3897.5940.2390.1614.75核41.922.3311.8912.130.1413.5611.462.281.3797.09933.6383.4814.49邊54.610.161.4710.120.1717.6712.30.50.1697.1671927.41.04邊53.390.091.8412.170.6414.4914.530.630.1897.96695.930.171.14核53.280.222.1812.990.5215.711.970.580.1497.56725.532.661.23邊53.430.130.668.170.7613.7322.480.450.0399.85656.422.530.85斑狀斜長二長巖基質(zhì)Am邊54.850.131.4011.250.1816.5111.630.770.1596.87701.227.011.02核53.410.502.8112.050.2915.8011.441.130.3697.79725.837.921.43邊54.520.382.0311.710.2916.0710.771.310.3597.43702.731.371.19斜長斑巖基質(zhì)AmPl斑晶中Am邊53.070.421.2616.470.413.006.004.090.4895.19605.826.431核52.320.742.3112.350.4215.488.313.730.6496.3661.934.091.29邊53.670.340.9517.270.3612.554.934.450.494.92597.424.320.92核46.320.888.9412.880.3613.3511.143.070.7497.68819.3178.76.75暗色包體Am核47.231.266.3521.20.559.3610.851.460.6698.91770.395.463.61核46.241.668.3214.040.5613.1811.551.830.9198.29840.4151.95.74

斑狀角閃二長巖中的斜長石(圖9f)為長板狀，具核-邊結(jié)構(gòu)。晶體核部多發(fā)育明顯裂隙，發(fā)育正常的環(huán)帶結(jié)構(gòu)，An值最高為59，向外側(cè)降至35；邊部具有一條很窄的邊(約0.03mm)，且進(jìn)入邊部，An值突然變高至40，中間存在1個An最低點為20，最邊部為27。核部與邊部存在一條很細(xì)的溶蝕面。FeO含量隨An值變化不明顯。

細(xì)粒二長巖中的斜長石(圖9g)結(jié)構(gòu)與斑狀斜長二長巖中斑晶斜長石(圖9c)和斑狀角閃二長巖中的晶體(圖9f)相同，核-邊結(jié)構(gòu)明顯，同樣存在溶蝕面。但邊部更為寬廣，核部到溶蝕面之間為正常環(huán)帶，An值呈漸變，范圍為60～41。溶蝕面再向外，有小幅度增高再降低的趨勢，An由42降低到31。FeO在溶蝕面外側(cè)隨An值也有小幅度增加。

4.3.2 鉀長石

鉀長石有三種，一種是呈填隙狀形成于斜長石之間，局部見鈉長石條紋，如細(xì)粒二長巖、斑狀角閃二長巖及斑狀斜長二長巖中的鉀長石；另兩種為自形鉀長石和半自形-他形粒狀條紋長石，分別出現(xiàn)在斜長斑巖的基質(zhì)和花崗細(xì)晶巖脈中。數(shù)據(jù)顯示(表3)，填隙狀鉀長石中kfs變化較大，Ab30An2Or68～Ab16An1Or83。鈉長石條紋，Ab72An26Or3。斜長斑巖中的粒狀條紋長石成分變化不大，鉀長石條紋為Ab4Or96，鈉長石條紋為Ab98An1Or1。

4.3.3 角閃石

角閃石則以斑晶和基質(zhì)出現(xiàn)，斑晶主要出現(xiàn)在斑狀角閃二長巖中，斑狀斜長二長巖中偶見；基質(zhì)角閃石在坦嶺各個巖體中均有發(fā)育。角閃石的分析測試結(jié)果見表4。據(jù)2012年的角閃石分類方案(Locock, 2014)，斑狀角閃二長巖中斑晶晶體核部多為韭閃石，僅1個點為鎂綠鈣閃石，邊部為陽起石；基質(zhì)角閃石的核部為陽起石，邊部則為淺閃石。斜長斑巖基質(zhì)角閃石核部為鈉透閃石，邊部為藍(lán)透閃石。細(xì)粒二長巖中的角閃石的核部為陽起石，邊部為淺閃石。斜長斑巖斑晶中的包含的角閃石為韭閃石。

4.3.4 Fe-Ti氧化物

斜長石斑晶中的磁鐵礦多為嵌晶，角閃石中的磁鐵礦則多是以反應(yīng)物的形式出現(xiàn)在晶體的周圍。其他巖體中的磁鐵礦多以自形-半自形粒狀分布，鈦鐵礦以及含鈦磁鐵礦則多與榍石共生，可能是榍石交代了磁鐵礦的結(jié)果。個別出現(xiàn)在角閃石斑晶內(nèi)部。

表5輝石和黑云母電子探針成分分析結(jié)果(wt%)

Table 5 Electron microprobe analyses of selected pyroxene and biotite (wt%)

巖性礦物產(chǎn)狀SiO2TiO2Al2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OTotal斑狀角閃二長巖斑晶Am外環(huán)Di基質(zhì)中Di斑晶Am外環(huán)Bt基質(zhì)Bt52.840.170.8110.550.8513.2520.130.360.1199.1352.980.412.117.430.2414.7821.970.280.00100.2852.980.432.187.920.1914.4321.840.270.00100.3352.310.512.088.100.3813.0323.520.350.00100.3536.415.1113.1117.380.2211.930.090.218.9693.4236.915.1813.4718.270.3012.290.050.259.2896.41斜長斑巖斑晶中Bt38.152.8113.3514.950.2313.460.248.430.2091.82

4.3.5 輝石和黑云母

坦嶺雜巖中，輝石和黑云母都作為反應(yīng)礦物和基質(zhì)礦物，出現(xiàn)在斑狀角閃二長巖中。基質(zhì)輝石晶體多自形，個別可見明顯輝石式解理，也有輝石作為反應(yīng)礦物發(fā)育在角閃石斑晶的反應(yīng)邊中，兩者成分一致，都為透輝石。核部和邊部成分變化不明顯(表5)，MgO平均值為14.08%，F(xiàn)eO為7.82%，CaO為22.44%，并含少量Al2O3，為2.12%。

黑云母與輝石相似，除了作為反應(yīng)物和基質(zhì)礦物出現(xiàn)在斑狀角閃二長巖中，還作為嵌晶出現(xiàn)在斜長斑巖的斜長石斑晶之中。前者成分較為一致(表5)，更富Fe和Ti，貧Si，F(xiàn)eO、TiO2和SiO2分別為17.4%、5.1%和36.6%；后者則相反，F(xiàn)eO 14.9%、TiO22.8%、SiO238.2%。

4.3.6 磷灰石、榍石和鋯石

磷灰石多呈針狀，較多地出現(xiàn)在暗色微粒包體中及斜長斑巖的基質(zhì)中。粒狀磷灰石及榍石，多為粒狀，呈分散狀分布在坦嶺雜巖體中。磷灰石和榍石多自形，屬于流體晶，暗示了大量流體的存在。鋯石及其他礦物多以副礦物形式出現(xiàn)，零星分布。

5 討論

坦嶺雜巖形成時地殼深部是否存在多重巖漿房？各巖體的形成經(jīng)歷了怎樣的組裝過程？想要解決這些問題就需要先了解不同晶體群的生長過程，而斜長石的成分剖面通?？梢越沂編r漿系統(tǒng)和巖漿過程的特點(Müller, 2003; Ginibre and W?rner, 2007)。因此，首先分析各顆代表性斜長石的結(jié)晶環(huán)境及生長過程。

5.1 晶體生長過程分析

斜長石成分的變化取決于八面體位置CaNa-1和四面體位置AlSi-1的對偶置換，其擴(kuò)散速率非常小(Groveetal., 1984)。成分上的微小波動多是自組織(吳平霄等, 1998)的結(jié)果，暗示其結(jié)晶于近平衡的巖漿(Haaseetal., 1980; Pearce and Kolisnik, 1990; Pearce, 1994)。此外，斜長石的成分環(huán)帶與熔體成分(Castro, 2001)、過冷度(羅照華等, 2018)和物理化學(xué)條件(溫度、壓力、水和揮發(fā)分等)的變化關(guān)系密切。因此，突然的、大尺度變化以及溶蝕結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)通常與巖漿系統(tǒng)的大規(guī)模擾動或者開放體系下的結(jié)晶作用有關(guān)，如：巖漿混合作用、巖漿結(jié)晶壓力的突然改變或者揮發(fā)組分的快速逸散(Nelson and Montana, 1992; Bateman, 1995; Barbarin, 1990, 2005; Pearce and Kolisnik, 1990; Izbekovetal., 2002; Eichelbergeretal., 2006)。

晶體a(圖9a)和晶體b(圖9b)為斜長斑巖中的斜長石斑晶，代表的兩種斜長石晶體群都具核-幔-邊結(jié)構(gòu)。然而，斑晶核部的成分剖面卻給出了不同的信息，晶體a的核部表現(xiàn)出明顯的正環(huán)帶，表明其結(jié)晶于正常的巖漿冷卻過程；晶體b的核部較均一的成分剖面，而邊部則同樣為條紋長石邊，可能與其經(jīng)歷了較強(qiáng)烈的或者長時間的鈉長石化有關(guān)。交代條紋長石邊的發(fā)育及FeO含量的變化則是其遭受富堿高鐵流體或熔體交代的結(jié)果。

晶體c(圖9c)代表斑狀斜長二長巖的斑晶晶體，具有蝕變(綠簾石化)核部和較新鮮的環(huán)邊。這種結(jié)構(gòu)可被認(rèn)為是原先的斜長石晶體發(fā)生溶蝕后或同時又有新組分的加入形成的。此種現(xiàn)象很難解釋為巖漿期后熱液，因為基質(zhì)斜長石并未發(fā)現(xiàn)綠簾石化。羅照華等(2010)認(rèn)為是巖漿固結(jié)過程中流體性質(zhì)發(fā)生改變的結(jié)果。核部表現(xiàn)出的振蕩環(huán)帶則可能暗示了PH2O的斷續(xù)變化。核部FeO含量的變化趨勢與An較為相似，也暗示了造成其蝕變的流體中富集較多的Fe。

晶體d、e(圖9d, e)分別代表了斑狀斜長二長巖的兩種基質(zhì)斜長石。晶體d具核-幔-邊結(jié)構(gòu)，以明顯的振蕩環(huán)帶和明亮的核部為特征。據(jù)成分剖面來看，晶體d核部中心的An值(68)最高，向外突然降低；幔部和幔-邊處的An值出現(xiàn)兩段峰，其余An均值為35；最外側(cè)為一條窄的富Na的邊。據(jù)前文分析，核部中心出現(xiàn)高An值，可認(rèn)為晶體初始結(jié)晶于偏基性的高溫巖漿或是飽和揮發(fā)分巖漿，向外側(cè)突然降低則暗示發(fā)生了快速降溫或揮發(fā)分的排出事件。幔部表現(xiàn)出明顯的振蕩環(huán)帶，其中的一段峰值可能暗示了鎂鐵質(zhì)巖漿的貫入，或是流體的忽然注入。最后，溫度的快速下降或流體的逃逸造成了邊部An值的快速下降。晶體e具核-邊結(jié)構(gòu)。An值除因測到富鈉的兩個谷值外，未見振蕩環(huán)帶。這指示該晶體群可能也是由于強(qiáng)烈的鈉長石化或長時間的鈉長石化。邊部和核部兩個An值突降的點則暗示了流體的快速逃逸。

以晶體f(圖9f)為代表的晶體核部呈現(xiàn)較為正常的成分環(huán)帶，由核部向外逐漸降低。因其不具有振蕩環(huán)帶，說明其生長環(huán)境黏度較低，可能是高溫、富揮發(fā)分的環(huán)境，也可能是由于無水礦物的結(jié)晶造成殘余熔體揮發(fā)份升高，導(dǎo)致環(huán)帶不明顯的結(jié)果。晶體中個別測點的變化可能說明了PH2O的突變。進(jìn)入邊部An突然升高，可能同樣暗示了新熔體或流體的注入。

晶體g(圖9g)的變化特點與f極為相似，可能暗示了和f同樣的生長過程。其更寬的邊部可能暗示了更長的結(jié)晶時間。

綜上所述，這些晶體具有不同的生長歷史，很難將其作為同一巖漿房的產(chǎn)物。多重巖漿房系統(tǒng)或者巖漿晶粥系統(tǒng)的提出(Zellmer and Annen, 2008; Marsh, 1996)，可以很好的解釋這一矛盾。不同的巖漿房的晶體在經(jīng)過其他巖漿房時，會留下相應(yīng)的記錄(Marsh, 1996)。通過剖析這些記錄，便能還原整個巖漿系統(tǒng)的形成過程。

5.2 多重巖漿房模型

野外接觸關(guān)系表明，坦嶺雜巖體的由老至新的侵位順序為：細(xì)粒二長巖→斑狀角閃二長巖→斑狀斜長二長巖→斜長斑巖。組成鋯石U-Pb測年結(jié)果和野外接觸關(guān)系表明，坦嶺雜巖體中具似斑狀/斑狀結(jié)構(gòu)巖體的侵位年齡平均為127Ma。坦嶺單個巖體的鋯石年齡值為斑狀角閃二長巖為128.5±1.7Ma，斑狀斜長二長巖為125.2±2.2Ma，斜長斑巖為129.31±0.75Ma，它們基本同時形成。而細(xì)粒二長巖和部分斑狀斜長二長巖的古老鋯石應(yīng)來源于太古代下地殼的繼承鋯石，暗示其經(jīng)歷了強(qiáng)烈的地殼物質(zhì)的改造。坦嶺西側(cè)的固鎮(zhèn)雜巖中的中細(xì)粒二長巖年齡為133.7±3.2Ma(霍延安等, 2019)，明顯早于坦嶺似斑狀巖體的年齡，與野外觀察結(jié)果相一致。

坦嶺雜巖中暗色微粒包體、斜長石振蕩環(huán)帶的發(fā)育，通常也暗示了巖漿混合作用的發(fā)生(馬昌前等, 1992; 莫宣學(xué)等, 2002)。假設(shè)坦嶺雜巖體的下部存在多重巖漿房，以上現(xiàn)象便能得到合理的解釋。據(jù)角閃石溫壓計計算(Ridolfietal., 2010)得出，斑狀角閃二長巖中斑晶角閃石的核部和邊部結(jié)晶壓力相差很大，核部范圍為高達(dá)347～390MPa，對應(yīng)深度13～15km；邊部結(jié)晶壓力很低，為27～37MPa，對應(yīng)深度1.04～1.39km。斑狀角閃二長巖的基質(zhì)角閃石核部的結(jié)晶壓力為23～33MPa，對應(yīng)深度平均為0.85～1.23km。斜長斑巖基質(zhì)角閃石邊部的形成壓力和深度略低于核部，結(jié)晶壓力均值為24～34MPa，對應(yīng)深度平均為0.92～1.29km。細(xì)粒二長巖中的角閃石核部結(jié)晶溫度要高于邊部，核部結(jié)晶壓力為223MPa，對應(yīng)深度約8.44km；邊部則結(jié)晶壓力為163～171MPa，對應(yīng)深度約6.17～6.46km。斜長斑巖中包含的角閃石的結(jié)晶壓力為～179MPa，對應(yīng)深度約為7km，暗示了斜長斑巖中斜長石斑晶的結(jié)晶深度至少為7km。暗色微粒包體中的角閃石的計算結(jié)果顯示出與圍巖不同的信息，結(jié)晶壓力變化范圍為95～152MPa，對應(yīng)深度為3.61～5.74km，可能是在巖漿混合作用過程中結(jié)晶的。整體來看，計算結(jié)果可以歸為三個深度范圍，可能分別代表了兩個巖漿房及一個定位深度：斑狀角閃二長巖中的斜長石斑晶結(jié)晶深度最大，為13～15km；細(xì)粒二長巖中和斜長斑巖斑晶中包含的角閃石結(jié)晶深度為7～8km；細(xì)粒二長巖侵位深度為～6km，斜長斑巖基質(zhì)、斑狀斜長二長巖中的晶體則結(jié)晶于～1km。

然而，各巖漿房內(nèi)巖漿的上升機(jī)制是什么？前期研究認(rèn)為，斜長斑巖中含大量斜長石斑晶(～70%)，已達(dá)到流變學(xué)鎖定點，基本不具流動能力(Caricchietal., 2007; Petford and Koenders, 2003)。鑒于流體超壓及斜長石晶體未見明顯溶蝕等特點，提出了凍結(jié)巖漿房的流體活化模型(劉璐璐等, 2017, 2019)。斜長斑巖為坦嶺雜巖體中較晚侵位的巖體。野外及鏡下的接觸關(guān)系可表明，斜長斑巖在形成過程中，發(fā)生了多次巖漿或熔體-流體流(蘇尚國等, 2014)脈動，且隨著次數(shù)的增多，其中的斜長石晶體含量越來越小。個別小體積、少斑斜長斑巖的出現(xiàn)進(jìn)一步證實了斜長斑晶是由富流體的基質(zhì)巖漿帶上來的，斑晶含量的減少則暗示了流體超壓作用強(qiáng)度的減弱。

圖10 武安坦嶺中生代雜巖組裝過程Fig.10 Assembling processes of Mesozoic Tanling intrusive complex, Wuan

根據(jù)晶粥柱模型(Marsh, 1996)，不同深度的巖漿房以補(bǔ)給通道連接，則7個斜長石晶體可能揭示了以下過程：晶體a和b可能正常結(jié)晶于上部的巖漿房，不同An值的核部和幔部則可能經(jīng)歷了不同程度的鈉長石化，邊部的交代條紋長石邊則可能受外部流體或熔體交代在巖漿房中，亦或是被攜帶在上升通道中形成。晶體e與晶體b有著同樣變化趨勢的核部，暗示其均遭受了強(qiáng)烈的鈉長石化，而更高的An值及鈉長石邊則暗示其形成略早于鉀長石化。晶體d核部具有很高的An值，可能形成于最底部的1巖漿房，然后被攜帶到2巖漿房，并經(jīng)歷了巖漿混合作用，形成具有振蕩環(huán)帶的幔部，邊部則是在淺部侵位時形成的。晶體f和g分別為斑狀角閃二長巖和細(xì)粒二長巖中的基質(zhì)角閃石晶體，核部結(jié)構(gòu)簡單，成分剖面變化快速，可以認(rèn)為該晶體在最淺部的巖漿房2開始生長。核-邊之間出現(xiàn)的溶蝕面和邊部內(nèi)側(cè)An值的增高，則可能暗示了某種混合巖漿的加入。晶體c與晶體f和g具有同樣的結(jié)構(gòu)，表明他們經(jīng)歷了相似的過程。但c的核部遭受了強(qiáng)烈的綠簾石化，這可能是因為斑狀斜長二長巖比細(xì)粒二長巖和斑狀角閃二長巖侵位時間晚，新加入的熔體或流體性質(zhì)發(fā)生了變化，致使原先的晶體遭受到了蝕變。

基于上述分析，筆者建立了坦嶺雜巖的多重巖漿房作用模型(圖10)：13～15km處的巖漿房初始晶出了斜長石晶體d和角閃石斑晶的核部；7～8km處的巖漿房初始晶出了斜長石晶體c、晶體f、晶體g的核部和晶體d的幔部；1km處侵位部位形成了似斑狀巖石斜長石的邊部、斜長斑巖的基質(zhì)礦物和斑晶角閃石的邊部。深部幔源上升過程中，在不同深度水平發(fā)生停留，亦或是外部能量作用于巖石圈導(dǎo)致不同深度水平層位發(fā)生部分熔融，至少形成兩個巖漿房。巖漿房中的巖漿在上侵過程中，攜帶了上部巖漿房中的晶體，混合形成二長質(zhì)巖漿于6km處定位形成細(xì)粒二長巖。后更多深部流體上升經(jīng)過底部巖漿房時形成了流體超壓，發(fā)生巖漿房的活化，攜帶了下部巖漿房中的大粒徑角閃石和上部巖漿房中的斜長石形成斑狀角閃二長巖。部分被帶入上部巖漿房的斜長石在該巖漿房發(fā)生巖漿混合，并因底部巖漿的多次脈動而使核部形成明顯的振蕩環(huán)帶。隨后，新的熔體-流體流攜帶上部巖漿房中具增生邊的斜長石晶體c、遭不同程度鈉長石化的斜長石晶體e、具振蕩環(huán)帶的斜長石晶體d及殘余熔漿上侵形成斑狀斜長二長巖。此后，越來越多的流體形成更大的流體超壓，攜帶巖漿房中的大量斜長石晶體快速沖破已結(jié)晶的巖體，于1km處晶出顯微晶質(zhì)角閃石、磷灰石、石英等基質(zhì)礦物，最終形成斜長斑巖。在此過程中，各個斜長石晶體群均遭受不同程度的鈉長石化和鉀長石化。

5.3 對巖石圈減薄的指示

坦嶺位于華北克拉通中部，鋯石SHRIMP U-Pb測年結(jié)果顯示，細(xì)粒二長巖為134Ma，坦嶺地區(qū)雜巖體的年齡范圍平均為127Ma，是晚中生代巖漿巖的代表。對其巖漿深部過程的分析可以為區(qū)域上的巖石圈減薄問題提供參考。

角閃石溫壓計計算表明，細(xì)粒二長巖的侵位深度為～6km，斑狀及似斑狀侵入巖的侵位深度約～1km。然而，野外關(guān)系顯示坦嶺雜巖體均形成于相近的海拔高度，但其年齡相差卻有數(shù)個百萬年。同時，在該深度范圍內(nèi)，由于地殼滲透率隨深度增加而急劇減小(Ingebritsen and Manning, 2010)，且存在地?zé)崽荻?，巖漿較容易達(dá)到熱力學(xué)平衡，先存晶體很容易被吸收。然而，坦嶺雜巖中各侵入體卻保留有多種斜長石晶體。因此，在坦嶺巖漿的組裝過程中，可以認(rèn)為二長巖的埋藏深度在不斷變淺?！?km的深度條件下，圍巖溫度較低，滲透率高，有利于巖漿的快速固結(jié)，以致存留多種斜長石晶體。因此，多種晶體群的共存可能揭示了地殼的快速抬升和剝蝕(羅照華等, 2009)。

拆沉作用作為華北克拉通減薄機(jī)制的認(rèn)識已被多數(shù)人被認(rèn)可。地殼的隆升和伸展可作為巖石圈拆沉的標(biāo)志(Kay and Kay, 1993; Turneretal., 1993; 高山和金振民, 1997; Duggenetal., 2003; Whitneyetal., 2004)。上文分析可看出，細(xì)粒二長巖的年齡約為134Ma，斑狀/似斑狀巖石的平均年齡約127Ma，也即是研究區(qū)在7Myr的時間內(nèi)地殼抬升了約5km。前人資料表明：華北克拉通中部中生代巖漿活動主要集中在138～120Ma，其中源自加厚陸殼拆沉或經(jīng)歷快速上升侵位的巖體形成時代集中在127Ma(許文良等, 2004; 陳斌等, 2005; 蘇尚國等, 2006; 霍騰飛等, 2016; 霍延安等, 2019), 與本文所得時間節(jié)點相一致。因此，研究區(qū)巖石圈拆沉作用可能開始于134Ma，127Ma結(jié)束。坦嶺雜巖體所反映的地殼抬升和剝蝕則正是巖石圈減薄的淺部響應(yīng)。

6 結(jié)論

(1)坦嶺雜巖體中各侵入巖的侵入順序為：細(xì)粒二長巖→斑狀角閃二長巖→斑狀斜長二長巖→斜長斑巖。暗色微粒包體的存在及斜長石振蕩環(huán)帶的發(fā)育暗示了復(fù)雜的巖漿混合作用。

(2)角閃石溫壓計計算結(jié)果及斜長石成分剖面分析表明，暗示了各巖漿經(jīng)歷了3個不同的結(jié)晶環(huán)境：13～15km處的底部巖漿房，形成角閃石斑晶和具振蕩環(huán)帶斜長石晶體的核部；7～8km處的巖漿房，形成斜長石斑晶的核部和具振蕩環(huán)帶斜長石晶體的幔部；1km處巖漿冷凝就位，形成基質(zhì)中的礦物微晶。

(3)深部幔源巖漿上升過程中，各個巖漿房中的巖漿發(fā)生混合，形成細(xì)粒二長巖，于～6km深度定位；經(jīng)歷了地殼抬升和剝蝕后，大規(guī)模流體的注入形成流體超壓，引發(fā)了凍結(jié)巖漿房的活化，使得各巖漿房的晶體快速上升，同時與上覆巖漿房中的殘余巖漿混合成熔體-流體流，侵位于地表淺部～1km，形成似斑狀和斑狀巖石。

(4)坦嶺細(xì)粒二長巖形成于134Ma, 斑狀/似斑狀巖石形成的平均年齡為127Ma，表明該區(qū)在7Myr間抬升了約5km。暗示拆沉作用可能是巖石圈減薄的主要方式，該抬升事件正是華北克拉通巖石圈減薄的淺部響應(yīng)。

致謝在野外考察中，得到武安冶金局李海良工程師的幫助；分析測試得到山東冶金局測試中心林培軍師兄、李增勝博士實驗員的幫助；在研究過程中得到羅照華老師、鄧晉褔?yán)蠋煛⑿c輝老師、侯建光、胡偉武老師等給予的教導(dǎo)與幫助；成文過程中，與孟維一、崔曉亮、魯鑫、蔣俊毅以及其他同門進(jìn)行了有益的交流討論；審稿人提出了寶貴的意見；在此一并表示感謝！