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    东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基岩浆混合作用:来自岩石学和矿物学约束

    陈国超 裴先治 李瑞保 李佐臣 裴磊 刘成军 陈有炘 王盟 张玉 李小兵

    陈国超, 裴先治, 李瑞保, 李佐臣, 裴磊, 刘成军, 陈有炘, 王盟, 张玉, 李小兵, 2018. 东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基岩浆混合作用:来自岩石学和矿物学约束. 地球科学, 43(9): 3200-3217. doi: 10.3799/dqkx.2018.559
    引用本文: 陈国超, 裴先治, 李瑞保, 李佐臣, 裴磊, 刘成军, 陈有炘, 王盟, 张玉, 李小兵, 2018. 东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基岩浆混合作用:来自岩石学和矿物学约束. 地球科学, 43(9): 3200-3217. doi: 10.3799/dqkx.2018.559
    Chen Guochao, Pei Xianzhi, Li Ruibao, Li Zuochen, Pei Lei, Liu Chengjun, Chen Youxin, Wang Meng, Zhang Yu, Li Xiaobing, 2018. Magma Mixing in Halagatu Granitic Batholith from Eastern Part of the East Kunlun Orogenic Belt: Constraints from Lithology and Mineralogy. Earth Science, 43(9): 3200-3217. doi: 10.3799/dqkx.2018.559
    Citation: Chen Guochao, Pei Xianzhi, Li Ruibao, Li Zuochen, Pei Lei, Liu Chengjun, Chen Youxin, Wang Meng, Zhang Yu, Li Xiaobing, 2018. Magma Mixing in Halagatu Granitic Batholith from Eastern Part of the East Kunlun Orogenic Belt: Constraints from Lithology and Mineralogy. Earth Science, 43(9): 3200-3217. doi: 10.3799/dqkx.2018.559

    东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基岩浆混合作用:来自岩石学和矿物学约束

    doi: 10.3799/dqkx.2018.559
    基金项目: 

    国家自然科学基金项目 41472191

    中央高校基本科研业务费专项资金项目 310827161002

    中央高校基本科研业务费专项资金项目 310827161006

    国家自然科学基金项目 41172186

    国家自然科学基金项目 41502191

    国家自然科学基金项目 40972136

    详细信息
      作者简介:

      陈国超(1979-), 男, 博士, 讲师, 主要从事造山带构造岩浆作用研究

      通讯作者: 裴先治
    • 中图分类号: P583

    Magma Mixing in Halagatu Granitic Batholith from Eastern Part of the East Kunlun Orogenic Belt: Constraints from Lithology and Mineralogy

    • 摘要: 哈拉尕吐花岗岩基位于东昆仑东段,其中花岗闪长岩岩浆混合作用明显,是研究岩浆混合作用的良好对象.从岩石学、岩相学和矿物化学等方面对哈拉尕吐花岗岩基进行了详细研究.电子探针结果显示:寄主岩斜长石的An值同相对应包体中斜长石捕掳晶近似;包体中基质斜长石大部分具核边结构,核部和边部An值存在间断;部分包体中浅色基质斜长石的An值与具核边结构斜长石的边部近似;辉长闪长岩中斜长石具较高的An值.寄主岩角闪石同相对应包体中角闪石捕掳晶的结晶温度、压力和氧逸度较为接近;包体中基质角闪石的结晶温度和压力低于寄主岩角闪石,氧逸度稍高于寄主岩角闪石;辉长闪长岩角闪石具有最高的结晶温度和压力及最低的氧逸度.哈图沟剖面和德福胜剖面寄主岩中的斜长石和角闪石的成分具有一定差别.岩浆不同期次侵入结晶和岩浆自身演化,使不同地点斜长石和角闪石的成分和物理化学特征具有一定变化.镁铁质岩浆位于地壳深部,氧逸度较低,使结晶的角闪石具有较高的形成压力和较低的氧逸度,斜长石具较高An值;随着镁铁质岩浆注入寄主岩,由于环境突变,使斜长石受到熔蚀;由于岩浆上侵以及两种岩浆物理化学性质差别较大,导致温度、压力和水饱和度降低,氧逸度升高,使包体中残留岩浆快速结晶,形成具核边结构、浅色均一的斜长石,以及结晶程度较差、较高氧逸度的角闪石.
    • 图 1  东昆仑造山带及邻区构造单元划分简图(a)和东昆仑东段哈图沟-德福胜一带哈拉尕吐花岗岩基地质简图(b)

      Figure 1.  Tectonic units division of the East Kunlun orogen and its adjacent area (a); distribution diagram of the Halagatu granitic batholith in Hatugou-Defusheng area in eastern part of East Kunlun (b)

      1.第四系;2.上三叠统鄂拉山组;3.上三叠统八宝山组;4.中三叠统闹仓坚沟组;5.下三叠统洪水川组;6.下石炭统哈拉郭勒组;7.泥盆系牦牛山组;8.下古生界纳赤台岩群;9.新元古界万宝沟岩群;10.中元古界小庙岩组;11.古元古界白沙河岩组;12.正长花岗岩;13.香加南山花岗岩基;14.哈拉尕吐花岗岩基;15.石英闪长岩;16.中基性岩;17.角度不整合面/同源侵入体间界线;18.韧性构造界面/脆性断层;19.强面理化带;20.水系

      图 2  东昆仑东段哈图沟和德福胜地区哈拉尕吐花岗岩基实测剖面

      Figure 2.  Section of the granitic batholith in Hatugou-Defusheng area in eastern part of East Kunlun

      1.黑云石英片岩;2.黑云斜长片麻岩;3.花岗质片麻岩;4.正长花岗岩;5.二长花岗岩;6.似斑状二长花岗岩;7.中粗粒花岗闪长岩;8.含闪长质包体中粗粒花岗闪长岩;9.含闪长质包体粗粒花岗闪长岩;10.含闪长质包体细粒英云闪长岩;11.中基性侵入岩;12.辉长岩;13.侵入体间界线;14.侵入体与围岩接触面;15.样品代号.图中年龄:①据张刚(2012);②据李瑞保(2012);③据陈国超(2014)

      图 3  东昆仑东段哈拉尕吐山花岗岩基野外地质特征

      Figure 3.  Outcrop photos of Halagatu granitic batholith in eastern part of East Kunlun

      a.花岗闪长岩;b.二长花岗岩;c.似斑状二长花岗岩;d.正长花岗岩;e.辉长闪长岩

      图 4  东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基暗色微粒包体野外地质特征

      Figure 4.  Outcrop photos of mafic microgranular enclaves of the Halagatu granitic batholith in eastern part of East Kunlun

      a.呈群分布的暗色微粒包体;b.暗色微粒包体中的斜长石捕掳晶;c.暗色微粒包体中的角闪石和斜长石捕掳晶;d.暗色微粒包体中的石英捕掳晶及石英横跨寄主岩和暗色微粒包体;e.暗色微粒包体中的反向脉;f.同一露头不同类型暗色微粒包体

      图 5  东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基中斜长石显微镜下特征(正交偏光)

      Figure 5.  Petrographic features of plagioclase in Halagatu granitic batholith in eastern part of East Kunlun (cross nicols)

      a.寄主岩中斜长石;b.包体中基质斜长石;c.包体中斜长石捕掳晶;d.寄主岩中斜长石;e.包体中基质斜长石和捕掳晶斜长石;f.寄主岩中斜长石;g.包体中基质斜长石;h.包体中斜长石捕掳晶;i.寄主岩中斜长石;j.包体中基质斜长石;k.包体中斜长石捕掳晶;l, m.辉长闪长岩中斜长石;图中数字为斜长石An值

      图 6  东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基中角闪石显微镜下特征(正交偏光)

      Figure 6.  Petrographic features of amphibole in Halagatu granitic batholith in eastern part of East Kunlun (cross nicols)

      a.寄主岩中角闪石;b.暗色微粒包体中角闪石捕掳晶;c.寄主岩中角闪石;d.暗色微粒包体中角闪石捕掳晶和基质角闪石;e.寄主岩中角闪石;f.暗色微粒包体中基质角闪石;g.辉长闪长岩中角闪石;图中数字为角闪石Mg#

      图 7  不同产状角闪石化学成分对比

      Figure 7.  Chemical composition of amphiboles for different occurrence

      图 8  角闪石分类

      Figure 8.  Classification of the hornblendes

      底图据Leake(1978);图例同图 7

      图 9  角闪石Al-Fe2+/(Fe2++Mg)图解(a)和角闪石Al2O3-TiO2图解(b)

      Figure 9.  Al-Fe2+/(Fe2++Mg) (a) and Al2O3-TiO2 diagram of amphiboles (b)

      图a据Anderson and Smith(1995);图b据姜常义和安三元(1984);图例同图 7

      表 1  东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基中斜长石电子探针成分测试结果(%)

      Table 1.  Electron microprobe analyses (%) of plagioclase in Halagatu granitic batholith in eastern part of East Kunlun

      测点号 SiO2 Al2O3 FeOT MnO MgO CaO Na2O K2O Total An Ab Or
      寄主岩斜长石
      11614-2-3.1 56.80 25.86 0.23 0.00 0.00 9.06 6.14 0.02 98.10 45 55 0
      11614-2-3.2 56.54 26.54 0.23 0.00 0.00 9.60 5.51 0.01 98.44 49 51 0
      11614-2-3.3 57.27 26.04 0.21 0.00 0.00 8.88 6.23 0.04 98.66 44 56 0
      11614-2-3.4 56.05 26.56 0.27 0.00 0.00 10.07 5.41 0.01 98.37 51 49 0
      11614-2-3.5 56.09 26.22 0.21 0.01 0.01 9.39 5.69 0.03 97.64 48 52 0
      11614-2-3.6 56.01 27.03 0.16 0.01 0.00 10.02 5.52 0.02 98.77 50 50 0
      包体基质斜长石
      11614-11-2.4 54.13 27.78 0.37 0.02 0.00 11.36 5.04 0.01 98.71 55 45 0
      11614-11-2.5 55.81 25.22 0.38 0.00 0.01 8.68 6.26 0.01 96.38 43 57 0
      11614-11-2.6 57.13 26.04 0.25 0.03 0.00 9.06 6.18 0.01 98.68 45 55 0
      包体斜长石捕掳晶
      11614-11-1.1 57.25 26.13 0.24 0.00 0.00 9.10 6.17 0.03 98.91 45 55 0
      11614-11-1.2 55.86 27.10 0.26 0.02 0.01 10.22 5.65 0.03 99.15 50 50 0
      11614-11-1.3 56.64 26.53 0.26 0.02 0.01 9.55 5.95 0.03 98.98 47 53 0
      11614-11-1.4 57.34 26.03 0.23 0.00 0.00 9.03 6.19 0.03 98.84 45 55 0
      11614-11-1.5 55.82 27.09 0.23 0.04 0.00 10.35 5.60 0.01 99.13 50 49 0
      11614-11-1.6 57.55 26.12 0.14 0.03 0.00 9.07 6.24 0.02 99.16 44 55 0
      11614-11-1.7 55.63 27.30 0.15 0.00 0.00 10.44 5.52 0.01 99.06 51 49 0
      寄主岩斜长石
      11617-1-2.1 56.88 26.05 0.16 0.00 0.00 8.87 6.20 0.03 98.19 44 56 0
      11617-1-2.2 58.15 25.33 0.23 0.02 0.00 8.32 6.82 0.02 98.89 40 60 0
      11617-1-2.3 57.84 25.65 0.14 0.02 0.00 8.54 6.67 0.02 98.90 41 58 0
      11617-1-2.4 57.20 27.58 0.29 0.00 0.15 5.01 5.42 0.25 95.91 33 65 2
      11617-1-2.5 58.29 23.97 0.18 0.01 0.00 6.93 6.91 0.01 96.31 36 64 0
      11617-1-2.6 56.33 25.47 0.21 0.02 0.04 8.50 6.28 0.01 96.86 43 57 0
      11617-1-2.7 60.24 22.78 0.15 0.01 0.02 5.41 8.22 0.01 96.83 27 73 0
      包体基质斜长石
      11617-9-1.10 59.82 23.91 0.19 0.01 0.00 6.22 7.60 0.00 97.77 31 69 0
      11617-9-1.11 56.79 26.10 0.28 0.02 0.00 8.69 6.18 0.02 98.08 44 56 0
      11617-9-1.12 60.92 23.56 0.15 0.00 0.00 5.98 7.99 0.01 98.60 29 71 0
      包体斜长石捕掳晶
      11617-9-1.1 56.10 26.95 0.20 0.00 0.00 10.01 5.82 0.01 99.07 49 51 0
      11617-9-1.2 55.66 26.66 0.18 0.00 0.00 9.98 5.60 0.01 98.11 50 50 0
      11617-9-1.3 45.89 27.19 0.96 0.10 0.62 9.63 1.90 0.31 86.60 72 26 3
      11617-9-1.4 53.03 31.36 0.44 0.21 0.14 1.01 2.45 0.67 89.32 16 71 13
      11617-9-1.5 52.74 24.99 0.29 0.03 0.02 9.16 5.38 0.01 92.63 48 51 0
      11617-9-1.6 65.95 23.97 0.11 0.00 0.02 2.64 8.28 0.08 101.05 15 85 1
      11617-9-1.7 57.09 26.10 0.19 0.00 0.00 9.07 6.34 0.02 98.81 44 56 0
      寄主岩斜长石
      11637-8-3.1 56.60 23.72 0.17 0.02 0.00 6.90 7.08 0.22 94.70 35 64 1
      11637-8-3.2 56.65 23.81 0.23 0.00 0.00 6.72 6.96 0.13 94.49 35 65 1
      11637-8-3.3 54.74 23.88 0.12 0.00 0.00 7.71 6.56 0.10 93.11 39 60 1
      11637-8-3.4 56.78 23.75 0.08 0.00 0.00 6.67 6.95 0.08 94.31 34 65 1
      11637-8-3.5 55.17 24.38 0.11 0.00 0.00 7.69 6.67 0.12 94.14 39 61 1
      11637-8-3.6 56.93 24.05 0.10 0.01 0.00 7.12 6.96 0.10 95.27 36 64 1
      11637-8-3.7 58.79 21.51 0.34 0.00 0.13 4.79 8.28 0.16 94.00 24 75 1
      包体基质斜长石
      11637-17a-1.1 48.00 28.90 0.12 0.01 0.00 16.77 2.69 0.01 96.51 77 23 0
      11637-17a-1.2 52.79 29.03 0.20 0.00 0.00 12.58 4.25 0.00 98.84 62 38 0
      11637-17a-1.3 57.42 26.15 0.11 0.03 0.00 8.85 6.43 0.01 99.01 43 57 0
      11637-17a-1.4 58.12 25.44 0.12 0.00 0.00 8.01 6.81 0.01 98.52 39 61 0
      11637-17a-1.5 56.71 24.40 0.19 0.00 0.02 7.90 6.49 0.02 95.73 40 60 0
      包体斜长石捕掳晶
      11637-17a-2.1 57.46 25.98 0.09 0.02 0.01 8.77 6.40 0.01 98.73 43 57 0
      11637-17a-2.2 61.58 22.52 0.07 0.00 0.00 5.32 8.38 0.02 97.90 26 74 0
      11637-17a-2.3 57.65 25.65 0.03 0.01 0.00 8.50 6.54 0.00 98.38 42 58 0
      11637-17a-2.4 56.40 26.75 0.07 0.01 0.00 9.67 6.05 0.00 98.96 47 53 0
      11637-17a-2.5 58.46 24.02 0.13 0.01 0.01 6.92 7.52 0.03 97.09 34 66 0
      11637-17a-2.6 58.17 26.04 0.26 0.00 0.13 6.13 6.34 0.13 97.19 35 65 1
      11637-17a-2.7 56.96 26.33 0.20 0.00 0.00 9.42 6.16 0.00 99.08 46 54 0
      寄主岩斜长石
      11638-1-3.1 57.18 24.55 0.14 0.00 0.00 9.62 6.48 0.01 97.97 45 55 0
      11638-1-3.3 60.46 23.77 0.15 0.02 0.01 6.44 7.66 0.02 98.53 32 68 0
      11638-1-3.4 59.40 24.88 0.19 0.00 0.00 7.45 7.28 0.00 99.20 36 64 0
      11638-1-3.5 58.47 25.48 0.20 0.00 0.00 8.30 6.75 0.02 99.22 40 59 0
      包体基质斜长石
      11638-6a-3.1 60.00 24.46 0.03 0.00 0.00 7.33 7.70 0.12 99.70 34 65 1
      11638-6a-3.2 57.52 25.78 0.09 0.00 0.00 9.02 6.51 0.08 99.08 43 56 0
      包体斜长石捕掳晶
      11638-6-1.1 61.02 23.76 0.10 0.02 0.00 5.91 8.10 0.01 98.91 29 71 0
      11638-6-1.2 58.45 25.56 0.11 0.00 0.00 8.26 6.83 0.01 99.22 40 60 0
      11638-6-1.3 61.89 22.93 0.06 0.00 0.00 5.03 8.47 0.00 98.37 25 75 0
      11638-6-1.4 62.32 22.98 0.03 0.00 0.01 5.13 8.54 0.00 99.00 25 75 0
      11638-6-1.5 59.22 24.09 0.09 0.00 0.00 6.94 7.20 0.01 97.55 35 65 0
      11638-6-1.6 61.04 22.71 0.16 0.00 0.03 4.96 7.89 0.00 96.78 26 74 0
      11638-6-1.7 61.56 23.71 0.18 0.00 0.00 5.96 8.02 0.01 99.44 29 71 0
      辉长闪长岩斜长石
      11639-7a-2.1 56.27 26.26 0.11 0.00 0.00 9.34 6.60 0.10 98.70 44 56 1
      11639-7a-2.2 55.48 27.38 0.11 0.00 0.00 10.71 5.51 0.07 99.30 52 48 0
      11639-7b-1.1 56.79 25.65 0.12 0.01 0.00 9.08 6.46 0.09 98.24 44 56 0
      11639-7b-1.2 57.51 25.67 0.08 0.00 0.00 8.82 6.80 0.12 99.00 42 58 1
      11639-7b-1.3 55.76 26.39 0.23 0.00 0.06 9.77 6.20 0.08 98.50 46 53 0
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      表 2  不同产状角闪石电子探针成分测试结果

      Table 2.  Electron microprobe analyses of amphiboles of distinct occurrence

      产状 样品点号 主量元素(%) 基于23个氧原子计算的阳离子数 基于23个氧原子计算的阳离子数 Mg# Fe2+/
      (Fe2++Mg)
      温度(℃) P(MPa) 深度(km) △NNO lgfO2
      SiO2 TiO2 Al2O3 Cr2O3 FeOT MnO MgO CaO Na2O K2O Total SiT AlT AlC FeC3+ TiC MgC FeC2+ MnC FeB2+ MnB CaB NaB CaA NaA KA Total
      寄主岩角闪石 11614-2-3.7 46.90 0.18 7.53 0.00 14.94 0.76 12.24 11.73 1.13 0.06 95.46 7.08 0.92 0.41 0.59 0.02 2.75 1.22 0.00 0.07 0.10 1.83 0.00 0.06 0.33 0.01 15.41 68 0.32 792 336 12.71 1.13 -12.90
      11614-2-3.8 45.28 0.18 8.11 0.95 15.66 0.59 11.39 11.63 1.23 0.07 95.13 6.97 1.03 0.44 0.53 0.02 2.61 1.39 0.00 0.09 0.08 1.83 0.00 0.08 0.37 0.01 15.47 64 0.36 812 399 15.07 0.89 -12.70
      11614-2-3.9 46.75 0.12 7.22 0.00 16.83 0.65 11.10 11.95 0.88 0.06 95.58 7.11 0.89 0.40 0.63 0.01 2.51 1.44 0.00 0.07 0.08 1.85 0.00 0.10 0.26 0.01 15.37 63 0.37 777 315 11.89 0.85 -13.51
      包体角闪石捕掳晶 11614-11-2.1 46.94 0.14 7.37 0.00 15.47 0.58 12.22 11.66 1.31 0.06 95.78 7.08 0.92 0.39 0.55 0.02 2.75 1.30 0.00 0.10 0.07 1.83 0.00 0.06 0.38 0.01 15.45 66 0.34 788 323 12.19 1.13 -12.97
      11614-11-2.2 45.69 0.21 8.60 0.00 15.86 0.56 11.55 11.58 1.43 0.05 95.56 6.93 1.07 0.47 0.51 0.02 2.61 1.39 0.00 0.11 0.07 1.82 0.00 0.07 0.42 0.01 15.49 63 0.37 817 430 16.27 0.87 -12.60
      11614-11-2.3 46.80 0.11 7.00 0.03 16.16 0.64 11.91 11.87 1.15 0.05 95.72 7.09 0.91 0.34 0.55 0.01 2.69 1.40 0.00 0.09 0.08 1.83 0.00 0.10 0.34 0.01 15.45 64 0.36 782 294 11.10 1.08 -13.16
      寄主岩角闪石 11617-1-3.1 49.88 0.06 4.95 0.07 14.41 0.83 13.46 11.94 0.85 0.03 96.50 7.40 0.60 0.26 0.71 0.01 2.98 1.04 0.00 0.04 0.10 1.86 0.00 0.04 0.24 0.01 15.29 73 0.27 728 111 4.20 1.59 -13.93
      11617-1-3.2 48.70 0.08 5.50 0.00 15.26 0.84 12.79 12.06 0.87 0.03 96.18 7.29 0.71 0.26 0.66 0.01 2.86 1.21 0.00 0.04 0.11 1.85 0.00 0.08 0.25 0.01 15.34 70 0.30 745 161 6.09 1.39 -13.71
      11617-1-3.3 44.66 0.16 8.55 0.02 16.97 0.82 10.95 11.75 1.34 0.06 95.30 6.86 1.14 0.40 0.44 0.02 2.51 1.63 0.00 0.11 0.11 1.79 0.00 0.15 0.40 0.01 15.56 59 0.41 825 436 16.46 0.76 -12.55
      包体角闪石捕掳晶 11617-9-2.1 44.76 0.17 8.62 0.00 16.58 0.65 11.18 11.78 1.39 0.06 95.20 6.86 1.14 0.42 0.44 0.02 2.55 1.57 0.00 0.11 0.08 1.80 0.00 0.13 0.41 0.01 15.56 60 0.40 828 440 16.63 0.80 -12.46
      11617-9-2.2 46.81 0.19 7.35 0.05 15.14 0.59 12.46 11.77 1.11 0.04 95.50 7.07 0.93 0.38 0.58 0.02 2.80 1.22 0.00 0.11 0.07 1.81 0.00 0.09 0.32 0.01 15.42 68 0.32 791 321 12.15 1.23 -12.81
      11617-9-2.3 45.99 0.20 7.94 0.02 14.67 0.59 11.99 11.92 1.27 0.05 94.72 7.01 0.99 0.43 0.55 0.02 2.72 1.28 0.00 0.04 0.08 1.88 0.00 0.07 0.38 0.01 15.45 67 0.33 810 377 14.26 0.98 -12.66
      包体基质角闪石 11617-9-2.7 47.17 0.15 7.26 0.06 15.93 0.73 11.84 12.11 0.99 0.05 96.31 7.09 0.91 0.38 0.60 0.02 2.65 1.35 0.00 0.05 0.09 1.85 0.00 0.10 0.29 0.01 15.40 65 0.35 785 311 11.77 1.00 -13.18
      11617-9-2.8 47.08 0.13 6.81 0.05 15.76 0.63 12.20 11.87 0.87 0.06 95.45 7.13 0.87 0.34 0.62 0.01 2.75 1.27 0.00 0.11 0.08 1.81 0.00 0.12 0.26 0.01 15.38 67 0.33 775 278 10.49 1.23 -13.17
      11617-9-2.9 45.59 0.18 6.95 0.17 15.85 0.59 11.45 11.68 0.77 0.06 93.32 7.09 0.91 0.37 0.63 0.02 2.66 1.33 0.00 0.10 0.08 1.82 0.00 0.13 0.23 0.01 15.37 65 0.35 781 306 11.55 1.07 -13.19
      寄主岩角闪石 11638-1-2.1 46.18 0.08 7.69 0.03 17.69 0.65 10.63 11.80 1.22 0.03 96.03 7.03 0.97 0.41 0.54 0.01 2.41 1.63 0.00 0.08 0.08 1.84 0.00 0.09 0.36 0.01 15.46 59 0.41 788 356 13.44 0.67 -13.43
      11638-1-2.2 44.59 0.16 8.79 0.02 18.67 0.81 9.59 11.63 1.31 0.06 95.62 6.87 1.13 0.46 0.48 0.02 2.20 1.83 0.00 0.09 0.11 1.81 0.00 0.11 0.39 0.01 15.52 53 0.47 815 459 17.34 0.34 -13.18
      11638-1-2.3 43.05 0.13 9.42 0.04 20.52 0.81 8.46 11.54 1.43 0.06 95.49 6.73 1.27 0.46 0.39 0.02 1.97 2.17 0.00 0.13 0.11 1.76 0.00 0.17 0.43 0.01 15.61 46 0.54 833 524 19.82 0.02 -13.12
      包体基质角闪石 11638-6-2.1 46.14 0.10 7.25 0.01 18.55 0.73 9.73 11.67 0.99 0.03 95.20 7.11 0.90 0.42 0.62 0.01 2.23 1.71 0.00 0.05 0.09 1.85 0.00 0.08 0.29 0.01 15.38 56 0.44 767 326 12.30 0.46 -14.11
      11638-6-2.2 45.24 0.08 7.65 0.00 19.90 0.78 9.44 11.80 1.04 0.03 95.99 6.98 1.02 0.37 0.52 0.01 2.17 1.93 0.00 0.11 0.10 1.79 0.00 0.16 0.31 0.01 15.48 51 0.49 785 361 13.64 0.41 -13.75
      11638-6-2.3 43.74 0.15 8.12 0.01 19.35 0.73 8.81 11.60 1.28 0.06 93.85 6.90 1.10 0.42 0.48 0.02 2.07 2.02 0.00 0.06 0.10 1.84 0.00 0.12 0.39 0.01 15.52 50 0.50 803 418 15.80 0.13 -13.71
      辉长闪长岩角闪石 11639-7b-2 43.93 0.31 10.49 0.00 17.00 0.41 10.43 12.03 1.14 0.30 96.04 6.68 1.32 0.57 0.46 0.04 2.37 1.57 0.00 0.13 0.05 1.82 0.00 0.14 0.34 0.06 15.54 58 0.42 864 595 22.47 0.46 -12.06
      11639-7b-2 44.33 0.41 10.31 0.02 16.96 0.45 10.15 12.00 1.26 0.29 96.19 6.73 1.27 0.58 0.49 0.05 2.30 1.59 0.00 0.08 0.06 1.87 0.00 0.09 0.37 0.06 15.51 58 0.42 856 577 21.82 0.28 -12.38
      注:元素下角标A、B、C、T对应角闪石结晶学位置;Mg#=100×Mg/(Fe2++Mg);角闪石温度和氧逸度据Ridolfi et al.(2010)计算;角闪石压力据Schmidt(1992)计算.
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    出版历程
    • 收稿日期:  2018-02-13
    • 刊出日期:  2018-09-01

    东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基岩浆混合作用:来自岩石学和矿物学约束

      通讯作者: 裴先治, peixzh@sina.com
      作者简介: 陈国超(1979-), 男, 博士, 讲师, 主要从事造山带构造岩浆作用研究
    • 1. 长安大学地球科学与资源学院, 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室, 陕西西安 710054
    • 2. 南阳理工学院土木工程学院, 河南南阳 473000
    基金项目:  国家自然科学基金项目 41472191中央高校基本科研业务费专项资金项目 310827161002中央高校基本科研业务费专项资金项目 310827161006国家自然科学基金项目 41172186国家自然科学基金项目 41502191国家自然科学基金项目 40972136

    摘要: 哈拉尕吐花岗岩基位于东昆仑东段,其中花岗闪长岩岩浆混合作用明显,是研究岩浆混合作用的良好对象.从岩石学、岩相学和矿物化学等方面对哈拉尕吐花岗岩基进行了详细研究.电子探针结果显示:寄主岩斜长石的An值同相对应包体中斜长石捕掳晶近似;包体中基质斜长石大部分具核边结构,核部和边部An值存在间断;部分包体中浅色基质斜长石的An值与具核边结构斜长石的边部近似;辉长闪长岩中斜长石具较高的An值.寄主岩角闪石同相对应包体中角闪石捕掳晶的结晶温度、压力和氧逸度较为接近;包体中基质角闪石的结晶温度和压力低于寄主岩角闪石,氧逸度稍高于寄主岩角闪石;辉长闪长岩角闪石具有最高的结晶温度和压力及最低的氧逸度.哈图沟剖面和德福胜剖面寄主岩中的斜长石和角闪石的成分具有一定差别.岩浆不同期次侵入结晶和岩浆自身演化,使不同地点斜长石和角闪石的成分和物理化学特征具有一定变化.镁铁质岩浆位于地壳深部,氧逸度较低,使结晶的角闪石具有较高的形成压力和较低的氧逸度,斜长石具较高An值;随着镁铁质岩浆注入寄主岩,由于环境突变,使斜长石受到熔蚀;由于岩浆上侵以及两种岩浆物理化学性质差别较大,导致温度、压力和水饱和度降低,氧逸度升高,使包体中残留岩浆快速结晶,形成具核边结构、浅色均一的斜长石,以及结晶程度较差、较高氧逸度的角闪石.

    English Abstract

    • 花岗质岩石是组成上地壳的主要岩石,在大陆地壳的形成和演化过程中占有重要地位(Petford et al., 2000; Kemp et al., 2010; Clemens and Stevens, 2012; Brown, 2013; Lundstrom and Glazner, 2016翟明国,2017).东昆仑造山带位于中央造山系西段,青藏高原东北缘,其作为复合型大陆造山带,在长期的地质演化过程中,经历了复杂多样的构造岩浆作用,其中晚古生代晚期-早中生代花岗岩类构成东昆仑岩浆岩带的主体(罗照华等,1999莫宣学等,2007陈加杰等,2016施彬等,2016张炜等,2016赵菲菲等,2017).花岗岩中含有大量暗色微粒包体,对于这些包体的成因具有一定争议,一般有以下3种观点:(1)岩浆早期结晶相(Huang et al., 2014);(2)岩浆侵位过程中捕获的围岩捕虏体或岩浆作用过程中暗色矿物相对集中形成的析离体(Chappell and White, 1992);(3)岩浆混合作用的产物(董申保和田伟,2007; Kemp et al., 2007王德滋和谢磊,2008).矿物作为组成岩石的集合体,不同类型岩石其组成矿物相似,但是这些矿物的成因明显不同;并且,在岩浆岩结晶或者镁铁质岩浆与长英质岩浆混合过程中,矿物可以贯穿于岩浆形成的整个过程,很好地记录了岩浆演化和混合过程中不同阶段和不同端元岩浆结晶时的形成环境(Pal et al., 2007; Bachmann and Bergantz, 2008).由于花岗质岩石中的暗色微粒包体存在着多成因和多源区观点,所以矿物学是研究暗色微粒包体成因的有效工具.

      哈拉尕吐花岗岩基位于东昆仑造山带东段,岩基岩浆混合作用明显,特别是其中的花岗闪长岩含有大量暗色微粒包体,使其成为研究岩浆混合作用的良好对象.早期研究者从年代学和岩石地球化学方面对哈拉尕吐花岗岩基做了相关研究工作.年代学研究显示,岩基和其中的暗色微粒包体具有近似的结晶年龄,岩基年龄介于252~257 Ma,岩基中暗色微粒包体年龄介于252~255 Ma(孙雨等,2009李瑞保,2012张刚,2012陈国超,2014);岩石地球化学特征显示岩基为俯冲环境下幔源岩浆底侵地壳使其部分熔融形成原始岩浆后,再经过后期演化形成了哈拉尕吐花岗岩基(李瑞保,2012张刚,2012).本文在前人研究基础上,着重从岩石学和矿物化学角度研究岩基中花岗闪长岩、暗色微粒包体和侵入其中的辉长闪长岩的物理化学环境和相互关系,进而探讨大型花岗岩基的壳幔岩浆相互作用过程.

      • 东昆仑造山带位于青藏高原东北缘,由北到南可划分为东昆仑北构造带、东昆仑中蛇绿构造混杂岩带、东昆仑南构造带和布青山-阿尼玛卿蛇绿构造混杂岩带(殷鸿福和张克信,1997许志琴等,2006; Meng et al., 2013裴先治等,2015; Chen et al., 2017a, 2017b).研究区位于东昆仑南构造带东段,该带位于东昆仑中断裂以南,东昆仑南断裂带以北,发育大面积变质岩系,包括古元古界白沙河岩组(Pt1b)、中元古界小庙岩组(Pt2x)及新元古界万保沟岩群(Pt3W).在该带南缘出露有下古生界纳赤台岩群(Pz1N)变质碎屑岩-火山岩系,石炭系哈拉郭勒组(C1hl)和浩特洛哇组(C2ht),上二叠统格曲组(P3g),三叠纪-早侏罗世海相、海陆交互相及陆相沉积地层,包括洪水川组(T1h)、闹仓坚沟组(T2n)、希里克特组(T2x)、八宝山组(T3b)和羊曲组(J1y).该带出露花岗岩类时代较宽,主要为晚海西期和印支期花岗岩(郭正府等,1998罗照华等,1999袁万明等,2000莫宣学等,2007陈国超等, 2013a, 2013b, 2013c),另有少量加里东期岩体出露(张亚峰等,2010).

      • 哈拉尕吐花岗岩基位于东昆仑东段的哈拉尕吐-哈图地区,香日德镇南西方向约50 km;岩基呈近东西向带状展布,出露面积约820 km2,岩基主体侵位于中元古界小庙岩组(图 1).哈拉尕吐花岗岩基岩石类型丰富,主要包括花岗闪长岩、二长花岗岩、似斑状二长花岗岩和正长花岗岩(图 2图 3),岩基主体岩性为花岗闪长岩,岩基东段的德福胜地区有一小型中基性岩侵入其中.岩基中花岗闪长岩含有大量暗色闪长质包体,二长花岗岩和正长花岗岩中包体显著减少.为论述岩浆混合作用,下文讨论的寄主岩主要指花岗闪长岩.

        图  1  东昆仑造山带及邻区构造单元划分简图(a)和东昆仑东段哈图沟-德福胜一带哈拉尕吐花岗岩基地质简图(b)

        Figure 1.  Tectonic units division of the East Kunlun orogen and its adjacent area (a); distribution diagram of the Halagatu granitic batholith in Hatugou-Defusheng area in eastern part of East Kunlun (b)

        图  2  东昆仑东段哈图沟和德福胜地区哈拉尕吐花岗岩基实测剖面

        Figure 2.  Section of the granitic batholith in Hatugou-Defusheng area in eastern part of East Kunlun

        图  3  东昆仑东段哈拉尕吐山花岗岩基野外地质特征

        Figure 3.  Outcrop photos of Halagatu granitic batholith in eastern part of East Kunlun

      • 花岗闪长岩中包体形态多样,多呈椭圆状及不规则状(图 4a~4d),大小差距较大,长轴一般在10~25 cm,最大者可达到60 cm甚至以上,成分多为闪长岩,颜色呈灰黑色.暗色微粒包体分布不均匀,局部可见包体成群分布(图 4a).大部分包体与围岩的界线明显,少数呈渐变关系(图 4e).暗色微粒包体中含有不同类型的捕掳晶,包括斜长石(图 4b)、角闪石(图 4c)和石英(图 4d)等矿物,偶可见捕掳晶横跨寄主岩和包体(图 4b4d).部分包体中具有反向脉(图 4e),同一露头可见两种不同类型包体(图 4f).在一些包体边部具流动构造(图 4e),可能为暗色微粒包体进入寄主岩流变的结果.

        图  4  东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基暗色微粒包体野外地质特征

        Figure 4.  Outcrop photos of mafic microgranular enclaves of the Halagatu granitic batholith in eastern part of East Kunlun

      • 花岗闪长岩是哈拉尕吐花岗岩基的主要岩石类型,岩石呈浅灰色-灰白色中粗粒花岗结构,块状构造.主要矿物组成为斜长石(约45%)、石英(约25%)、钾长石(约16%)、角闪石(约5%)和黑云母(约3%),副矿物为锆石、榍石、磷灰石等.斜长石呈自形-半自形柱状,少数呈宽板状,环带发育(图 5a5d5f),粒度在0.5 mm×1.4 mm~1.8 mm×2.4 mm.钾长石呈半自形粒状,发育格子双晶,颗粒相对较大.石英呈他形粒状充填于斜长石、钾长石和角闪石间隙.黑云母呈棕褐色-墨绿色,不规则片状;角闪石呈自形-半自形柱状(图 6a6c6e)及粒状,粒度在0.2 mm×0.4 mm~0.4 mm×1.6 mm.

        图  5  东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基中斜长石显微镜下特征(正交偏光)

        Figure 5.  Petrographic features of plagioclase in Halagatu granitic batholith in eastern part of East Kunlun (cross nicols)

        图  6  东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基中角闪石显微镜下特征(正交偏光)

        Figure 6.  Petrographic features of amphibole in Halagatu granitic batholith in eastern part of East Kunlun (cross nicols)

        暗色微粒包体主要为闪长岩,呈灰黑色,细粒结构,块状构造.主要矿物组成为斜长石(约50%)、角闪石(约30%)和黑云母(约15%),另外还有少量石英和钾长石,副矿物为磷灰石和锆石等.基质斜长石呈半自形-他形,环带不发育,浅色增生边常见(图 5b5g),粒度在0.1 mm×0.2 mm~0.3 mm×0.6 mm;斜长石捕虏晶呈自形-半自形结构(图 5c5e5k),粒度在0.5 mm×1.5 mm~1.7 mm×3.5 mm,部分具一定绢云母化(图 5e),少量捕虏晶中可见包裹体(图 5h).基质角闪石呈半自形-他形(图 6d6f),粒度在0.1 mm×0.3 mm~0.4 mm×0.8 mm;捕掳晶角闪石粒度较大,呈自形-半自形,发育双晶(图 6d),粒度在0.3 mm×0.6 mm~1.3 mm×1.8 mm.黑云母多为半自形片状,少量黑云母具弱绿泥石化.

        辉长闪长岩呈深灰色,中细粒结构,块状构造.主要矿物组成为斜长石(约55%)、角闪石(约20%)、黑云母(约10%)和石英(约10%);另有少量锆石、磷灰石和磁铁矿等副矿物.斜长石呈自形-半自形柱状、板状,聚片双晶发育(图 5l5m),粒度在0.2 mm×0.4 mm~0.4 mm×0.9 mm.角闪石呈半自形短柱状、粒状,黄褐色,粒度在0.3 mm×0.6 mm~0.5 mm×1.1 mm(图 6g).黑云母呈半自形-他形深黄褐色.石英呈他形不规则状,充填在斜长石、角闪石等矿物间.

      • 样品采集于哈图沟和德福胜剖面(图 2),样品较新鲜.本文选取寄主岩和暗色微粒包体中主要造岩矿物(斜长石和角闪石)进行详细的矿物化学研究.斜长石类型包括:(1)寄主岩斜长石(11614-2-3,11617-1-2,11637-8-3,11638-1-3);(2)暗色微粒包体中基质斜长石(11614-11-2,11617-9-1(基质),11637-17a-1,11638-6a-3);(3)暗色微粒包体中斜长石捕掳晶(11614-11-1,11617-9-1(捕掳晶),11637-17a-2,11638-6-1);(4)辉长闪长岩中斜长石(11639-7a-2,11639-7b-1).角闪石类型包括:(1)寄主岩角闪石(11614-2-3,11617-1-3,11638-1-2);(2)暗色微粒包体中基质角闪石(11617-9-2(基质),11638-6-2);(3)暗色微粒包体中角闪石捕掳晶(11614-11-2,11617-9-2(捕掳晶));(4)辉长闪长岩中角闪石(11639-7b-2).样品11614和11617采集于哈图沟剖面,样品11637、11638和11639采集于德福胜剖面.

      • 电子探针片磨制在陕西省区域地质矿产研究院完成.矿物主量元素在长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室采用JXI-8100型电子探针分析,加速电压15 kV,电流1.0×10-8 A,束斑1 μm.分析结果见表 1表 2.

        测点号 SiO2 Al2O3 FeOT MnO MgO CaO Na2O K2O Total An Ab Or
        寄主岩斜长石
        11614-2-3.1 56.80 25.86 0.23 0.00 0.00 9.06 6.14 0.02 98.10 45 55 0
        11614-2-3.2 56.54 26.54 0.23 0.00 0.00 9.60 5.51 0.01 98.44 49 51 0
        11614-2-3.3 57.27 26.04 0.21 0.00 0.00 8.88 6.23 0.04 98.66 44 56 0
        11614-2-3.4 56.05 26.56 0.27 0.00 0.00 10.07 5.41 0.01 98.37 51 49 0
        11614-2-3.5 56.09 26.22 0.21 0.01 0.01 9.39 5.69 0.03 97.64 48 52 0
        11614-2-3.6 56.01 27.03 0.16 0.01 0.00 10.02 5.52 0.02 98.77 50 50 0
        包体基质斜长石
        11614-11-2.4 54.13 27.78 0.37 0.02 0.00 11.36 5.04 0.01 98.71 55 45 0
        11614-11-2.5 55.81 25.22 0.38 0.00 0.01 8.68 6.26 0.01 96.38 43 57 0
        11614-11-2.6 57.13 26.04 0.25 0.03 0.00 9.06 6.18 0.01 98.68 45 55 0
        包体斜长石捕掳晶
        11614-11-1.1 57.25 26.13 0.24 0.00 0.00 9.10 6.17 0.03 98.91 45 55 0
        11614-11-1.2 55.86 27.10 0.26 0.02 0.01 10.22 5.65 0.03 99.15 50 50 0
        11614-11-1.3 56.64 26.53 0.26 0.02 0.01 9.55 5.95 0.03 98.98 47 53 0
        11614-11-1.4 57.34 26.03 0.23 0.00 0.00 9.03 6.19 0.03 98.84 45 55 0
        11614-11-1.5 55.82 27.09 0.23 0.04 0.00 10.35 5.60 0.01 99.13 50 49 0
        11614-11-1.6 57.55 26.12 0.14 0.03 0.00 9.07 6.24 0.02 99.16 44 55 0
        11614-11-1.7 55.63 27.30 0.15 0.00 0.00 10.44 5.52 0.01 99.06 51 49 0
        寄主岩斜长石
        11617-1-2.1 56.88 26.05 0.16 0.00 0.00 8.87 6.20 0.03 98.19 44 56 0
        11617-1-2.2 58.15 25.33 0.23 0.02 0.00 8.32 6.82 0.02 98.89 40 60 0
        11617-1-2.3 57.84 25.65 0.14 0.02 0.00 8.54 6.67 0.02 98.90 41 58 0
        11617-1-2.4 57.20 27.58 0.29 0.00 0.15 5.01 5.42 0.25 95.91 33 65 2
        11617-1-2.5 58.29 23.97 0.18 0.01 0.00 6.93 6.91 0.01 96.31 36 64 0
        11617-1-2.6 56.33 25.47 0.21 0.02 0.04 8.50 6.28 0.01 96.86 43 57 0
        11617-1-2.7 60.24 22.78 0.15 0.01 0.02 5.41 8.22 0.01 96.83 27 73 0
        包体基质斜长石
        11617-9-1.10 59.82 23.91 0.19 0.01 0.00 6.22 7.60 0.00 97.77 31 69 0
        11617-9-1.11 56.79 26.10 0.28 0.02 0.00 8.69 6.18 0.02 98.08 44 56 0
        11617-9-1.12 60.92 23.56 0.15 0.00 0.00 5.98 7.99 0.01 98.60 29 71 0
        包体斜长石捕掳晶
        11617-9-1.1 56.10 26.95 0.20 0.00 0.00 10.01 5.82 0.01 99.07 49 51 0
        11617-9-1.2 55.66 26.66 0.18 0.00 0.00 9.98 5.60 0.01 98.11 50 50 0
        11617-9-1.3 45.89 27.19 0.96 0.10 0.62 9.63 1.90 0.31 86.60 72 26 3
        11617-9-1.4 53.03 31.36 0.44 0.21 0.14 1.01 2.45 0.67 89.32 16 71 13
        11617-9-1.5 52.74 24.99 0.29 0.03 0.02 9.16 5.38 0.01 92.63 48 51 0
        11617-9-1.6 65.95 23.97 0.11 0.00 0.02 2.64 8.28 0.08 101.05 15 85 1
        11617-9-1.7 57.09 26.10 0.19 0.00 0.00 9.07 6.34 0.02 98.81 44 56 0
        寄主岩斜长石
        11637-8-3.1 56.60 23.72 0.17 0.02 0.00 6.90 7.08 0.22 94.70 35 64 1
        11637-8-3.2 56.65 23.81 0.23 0.00 0.00 6.72 6.96 0.13 94.49 35 65 1
        11637-8-3.3 54.74 23.88 0.12 0.00 0.00 7.71 6.56 0.10 93.11 39 60 1
        11637-8-3.4 56.78 23.75 0.08 0.00 0.00 6.67 6.95 0.08 94.31 34 65 1
        11637-8-3.5 55.17 24.38 0.11 0.00 0.00 7.69 6.67 0.12 94.14 39 61 1
        11637-8-3.6 56.93 24.05 0.10 0.01 0.00 7.12 6.96 0.10 95.27 36 64 1
        11637-8-3.7 58.79 21.51 0.34 0.00 0.13 4.79 8.28 0.16 94.00 24 75 1
        包体基质斜长石
        11637-17a-1.1 48.00 28.90 0.12 0.01 0.00 16.77 2.69 0.01 96.51 77 23 0
        11637-17a-1.2 52.79 29.03 0.20 0.00 0.00 12.58 4.25 0.00 98.84 62 38 0
        11637-17a-1.3 57.42 26.15 0.11 0.03 0.00 8.85 6.43 0.01 99.01 43 57 0
        11637-17a-1.4 58.12 25.44 0.12 0.00 0.00 8.01 6.81 0.01 98.52 39 61 0
        11637-17a-1.5 56.71 24.40 0.19 0.00 0.02 7.90 6.49 0.02 95.73 40 60 0
        包体斜长石捕掳晶
        11637-17a-2.1 57.46 25.98 0.09 0.02 0.01 8.77 6.40 0.01 98.73 43 57 0
        11637-17a-2.2 61.58 22.52 0.07 0.00 0.00 5.32 8.38 0.02 97.90 26 74 0
        11637-17a-2.3 57.65 25.65 0.03 0.01 0.00 8.50 6.54 0.00 98.38 42 58 0
        11637-17a-2.4 56.40 26.75 0.07 0.01 0.00 9.67 6.05 0.00 98.96 47 53 0
        11637-17a-2.5 58.46 24.02 0.13 0.01 0.01 6.92 7.52 0.03 97.09 34 66 0
        11637-17a-2.6 58.17 26.04 0.26 0.00 0.13 6.13 6.34 0.13 97.19 35 65 1
        11637-17a-2.7 56.96 26.33 0.20 0.00 0.00 9.42 6.16 0.00 99.08 46 54 0
        寄主岩斜长石
        11638-1-3.1 57.18 24.55 0.14 0.00 0.00 9.62 6.48 0.01 97.97 45 55 0
        11638-1-3.3 60.46 23.77 0.15 0.02 0.01 6.44 7.66 0.02 98.53 32 68 0
        11638-1-3.4 59.40 24.88 0.19 0.00 0.00 7.45 7.28 0.00 99.20 36 64 0
        11638-1-3.5 58.47 25.48 0.20 0.00 0.00 8.30 6.75 0.02 99.22 40 59 0
        包体基质斜长石
        11638-6a-3.1 60.00 24.46 0.03 0.00 0.00 7.33 7.70 0.12 99.70 34 65 1
        11638-6a-3.2 57.52 25.78 0.09 0.00 0.00 9.02 6.51 0.08 99.08 43 56 0
        包体斜长石捕掳晶
        11638-6-1.1 61.02 23.76 0.10 0.02 0.00 5.91 8.10 0.01 98.91 29 71 0
        11638-6-1.2 58.45 25.56 0.11 0.00 0.00 8.26 6.83 0.01 99.22 40 60 0
        11638-6-1.3 61.89 22.93 0.06 0.00 0.00 5.03 8.47 0.00 98.37 25 75 0
        11638-6-1.4 62.32 22.98 0.03 0.00 0.01 5.13 8.54 0.00 99.00 25 75 0
        11638-6-1.5 59.22 24.09 0.09 0.00 0.00 6.94 7.20 0.01 97.55 35 65 0
        11638-6-1.6 61.04 22.71 0.16 0.00 0.03 4.96 7.89 0.00 96.78 26 74 0
        11638-6-1.7 61.56 23.71 0.18 0.00 0.00 5.96 8.02 0.01 99.44 29 71 0
        辉长闪长岩斜长石
        11639-7a-2.1 56.27 26.26 0.11 0.00 0.00 9.34 6.60 0.10 98.70 44 56 1
        11639-7a-2.2 55.48 27.38 0.11 0.00 0.00 10.71 5.51 0.07 99.30 52 48 0
        11639-7b-1.1 56.79 25.65 0.12 0.01 0.00 9.08 6.46 0.09 98.24 44 56 0
        11639-7b-1.2 57.51 25.67 0.08 0.00 0.00 8.82 6.80 0.12 99.00 42 58 1
        11639-7b-1.3 55.76 26.39 0.23 0.00 0.06 9.77 6.20 0.08 98.50 46 53 0

        表 1  东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基中斜长石电子探针成分测试结果(%)

        Table 1.  Electron microprobe analyses (%) of plagioclase in Halagatu granitic batholith in eastern part of East Kunlun

        产状 样品点号 主量元素(%) 基于23个氧原子计算的阳离子数 基于23个氧原子计算的阳离子数 Mg# Fe2+/
        (Fe2++Mg)
        温度(℃) P(MPa) 深度(km) △NNO lgfO2
        SiO2 TiO2 Al2O3 Cr2O3 FeOT MnO MgO CaO Na2O K2O Total SiT AlT AlC FeC3+ TiC MgC FeC2+ MnC FeB2+ MnB CaB NaB CaA NaA KA Total
        寄主岩角闪石 11614-2-3.7 46.90 0.18 7.53 0.00 14.94 0.76 12.24 11.73 1.13 0.06 95.46 7.08 0.92 0.41 0.59 0.02 2.75 1.22 0.00 0.07 0.10 1.83 0.00 0.06 0.33 0.01 15.41 68 0.32 792 336 12.71 1.13 -12.90
        11614-2-3.8 45.28 0.18 8.11 0.95 15.66 0.59 11.39 11.63 1.23 0.07 95.13 6.97 1.03 0.44 0.53 0.02 2.61 1.39 0.00 0.09 0.08 1.83 0.00 0.08 0.37 0.01 15.47 64 0.36 812 399 15.07 0.89 -12.70
        11614-2-3.9 46.75 0.12 7.22 0.00 16.83 0.65 11.10 11.95 0.88 0.06 95.58 7.11 0.89 0.40 0.63 0.01 2.51 1.44 0.00 0.07 0.08 1.85 0.00 0.10 0.26 0.01 15.37 63 0.37 777 315 11.89 0.85 -13.51
        包体角闪石捕掳晶 11614-11-2.1 46.94 0.14 7.37 0.00 15.47 0.58 12.22 11.66 1.31 0.06 95.78 7.08 0.92 0.39 0.55 0.02 2.75 1.30 0.00 0.10 0.07 1.83 0.00 0.06 0.38 0.01 15.45 66 0.34 788 323 12.19 1.13 -12.97
        11614-11-2.2 45.69 0.21 8.60 0.00 15.86 0.56 11.55 11.58 1.43 0.05 95.56 6.93 1.07 0.47 0.51 0.02 2.61 1.39 0.00 0.11 0.07 1.82 0.00 0.07 0.42 0.01 15.49 63 0.37 817 430 16.27 0.87 -12.60
        11614-11-2.3 46.80 0.11 7.00 0.03 16.16 0.64 11.91 11.87 1.15 0.05 95.72 7.09 0.91 0.34 0.55 0.01 2.69 1.40 0.00 0.09 0.08 1.83 0.00 0.10 0.34 0.01 15.45 64 0.36 782 294 11.10 1.08 -13.16
        寄主岩角闪石 11617-1-3.1 49.88 0.06 4.95 0.07 14.41 0.83 13.46 11.94 0.85 0.03 96.50 7.40 0.60 0.26 0.71 0.01 2.98 1.04 0.00 0.04 0.10 1.86 0.00 0.04 0.24 0.01 15.29 73 0.27 728 111 4.20 1.59 -13.93
        11617-1-3.2 48.70 0.08 5.50 0.00 15.26 0.84 12.79 12.06 0.87 0.03 96.18 7.29 0.71 0.26 0.66 0.01 2.86 1.21 0.00 0.04 0.11 1.85 0.00 0.08 0.25 0.01 15.34 70 0.30 745 161 6.09 1.39 -13.71
        11617-1-3.3 44.66 0.16 8.55 0.02 16.97 0.82 10.95 11.75 1.34 0.06 95.30 6.86 1.14 0.40 0.44 0.02 2.51 1.63 0.00 0.11 0.11 1.79 0.00 0.15 0.40 0.01 15.56 59 0.41 825 436 16.46 0.76 -12.55
        包体角闪石捕掳晶 11617-9-2.1 44.76 0.17 8.62 0.00 16.58 0.65 11.18 11.78 1.39 0.06 95.20 6.86 1.14 0.42 0.44 0.02 2.55 1.57 0.00 0.11 0.08 1.80 0.00 0.13 0.41 0.01 15.56 60 0.40 828 440 16.63 0.80 -12.46
        11617-9-2.2 46.81 0.19 7.35 0.05 15.14 0.59 12.46 11.77 1.11 0.04 95.50 7.07 0.93 0.38 0.58 0.02 2.80 1.22 0.00 0.11 0.07 1.81 0.00 0.09 0.32 0.01 15.42 68 0.32 791 321 12.15 1.23 -12.81
        11617-9-2.3 45.99 0.20 7.94 0.02 14.67 0.59 11.99 11.92 1.27 0.05 94.72 7.01 0.99 0.43 0.55 0.02 2.72 1.28 0.00 0.04 0.08 1.88 0.00 0.07 0.38 0.01 15.45 67 0.33 810 377 14.26 0.98 -12.66
        包体基质角闪石 11617-9-2.7 47.17 0.15 7.26 0.06 15.93 0.73 11.84 12.11 0.99 0.05 96.31 7.09 0.91 0.38 0.60 0.02 2.65 1.35 0.00 0.05 0.09 1.85 0.00 0.10 0.29 0.01 15.40 65 0.35 785 311 11.77 1.00 -13.18
        11617-9-2.8 47.08 0.13 6.81 0.05 15.76 0.63 12.20 11.87 0.87 0.06 95.45 7.13 0.87 0.34 0.62 0.01 2.75 1.27 0.00 0.11 0.08 1.81 0.00 0.12 0.26 0.01 15.38 67 0.33 775 278 10.49 1.23 -13.17
        11617-9-2.9 45.59 0.18 6.95 0.17 15.85 0.59 11.45 11.68 0.77 0.06 93.32 7.09 0.91 0.37 0.63 0.02 2.66 1.33 0.00 0.10 0.08 1.82 0.00 0.13 0.23 0.01 15.37 65 0.35 781 306 11.55 1.07 -13.19
        寄主岩角闪石 11638-1-2.1 46.18 0.08 7.69 0.03 17.69 0.65 10.63 11.80 1.22 0.03 96.03 7.03 0.97 0.41 0.54 0.01 2.41 1.63 0.00 0.08 0.08 1.84 0.00 0.09 0.36 0.01 15.46 59 0.41 788 356 13.44 0.67 -13.43
        11638-1-2.2 44.59 0.16 8.79 0.02 18.67 0.81 9.59 11.63 1.31 0.06 95.62 6.87 1.13 0.46 0.48 0.02 2.20 1.83 0.00 0.09 0.11 1.81 0.00 0.11 0.39 0.01 15.52 53 0.47 815 459 17.34 0.34 -13.18
        11638-1-2.3 43.05 0.13 9.42 0.04 20.52 0.81 8.46 11.54 1.43 0.06 95.49 6.73 1.27 0.46 0.39 0.02 1.97 2.17 0.00 0.13 0.11 1.76 0.00 0.17 0.43 0.01 15.61 46 0.54 833 524 19.82 0.02 -13.12
        包体基质角闪石 11638-6-2.1 46.14 0.10 7.25 0.01 18.55 0.73 9.73 11.67 0.99 0.03 95.20 7.11 0.90 0.42 0.62 0.01 2.23 1.71 0.00 0.05 0.09 1.85 0.00 0.08 0.29 0.01 15.38 56 0.44 767 326 12.30 0.46 -14.11
        11638-6-2.2 45.24 0.08 7.65 0.00 19.90 0.78 9.44 11.80 1.04 0.03 95.99 6.98 1.02 0.37 0.52 0.01 2.17 1.93 0.00 0.11 0.10 1.79 0.00 0.16 0.31 0.01 15.48 51 0.49 785 361 13.64 0.41 -13.75
        11638-6-2.3 43.74 0.15 8.12 0.01 19.35 0.73 8.81 11.60 1.28 0.06 93.85 6.90 1.10 0.42 0.48 0.02 2.07 2.02 0.00 0.06 0.10 1.84 0.00 0.12 0.39 0.01 15.52 50 0.50 803 418 15.80 0.13 -13.71
        辉长闪长岩角闪石 11639-7b-2 43.93 0.31 10.49 0.00 17.00 0.41 10.43 12.03 1.14 0.30 96.04 6.68 1.32 0.57 0.46 0.04 2.37 1.57 0.00 0.13 0.05 1.82 0.00 0.14 0.34 0.06 15.54 58 0.42 864 595 22.47 0.46 -12.06
        11639-7b-2 44.33 0.41 10.31 0.02 16.96 0.45 10.15 12.00 1.26 0.29 96.19 6.73 1.27 0.58 0.49 0.05 2.30 1.59 0.00 0.08 0.06 1.87 0.00 0.09 0.37 0.06 15.51 58 0.42 856 577 21.82 0.28 -12.38
        注:元素下角标A、B、C、T对应角闪石结晶学位置;Mg#=100×Mg/(Fe2++Mg);角闪石温度和氧逸度据Ridolfi et al.(2010)计算;角闪石压力据Schmidt(1992)计算.

        表 2  不同产状角闪石电子探针成分测试结果

        Table 2.  Electron microprobe analyses of amphiboles of distinct occurrence

      • 大部分寄主岩中斜长石具韵律环带,从核部到边部An值呈振荡变化(11614-2-3,44~51;11617-1-2,27~44;11637-8-3,24~39;11638-1-3,32~45),部分测点An值偏离振荡变化区间较大,可能与斜长石后期蚀变有关.整体上哈图沟剖面(11614-2-3,11617-1-2)的寄主岩斜长石An值高于德福胜剖面(11637-8-3,11638-1-3).

      • 暗色微粒包体中基质斜长石可分为3类.第1类斜长石(11638-6a-3)聚片双晶发育,双晶纹理较窄,其An值(34~43)高于包体中斜长石捕掳晶(11638-6-1).第2类斜长石具有暗色核部和浅色边部,核部An值(11614-11-2,55;11637-17a-1,62~77)高于边部(11614-11-2,43~45;11637-17a-1,39~43),并且核部An值也高于寄主岩斜长石,边部An值与寄主岩斜长石近似.第3类斜长石整体呈浅色,未见暗色核部和韵律环带,An值(11617-9-1,29~44)与包体中具核边结构的边部和寄主岩斜长石近似.

      • 包体中斜长石捕掳晶丰富,特征较为复杂,大部分斜长石捕掳晶具有与寄主岩斜长石相似的特征.例如样品11614和11617中寄主岩斜长石和包体中斜长石捕掳晶都具有环带,11638样品寄主岩斜长石和包体中斜长石捕掳晶环带不明显.虽说包体中斜长石捕掳晶粒度差别较大,但包体斜长石捕掳晶粒度与相对应寄主岩斜长石近似(图 5).包体中斜长石捕掳晶An值(11614-11-1,44~51;11617-9-1,15~72;11638-6-1,25~40)与寄主岩斜长石近似,但部分样品个别测点由于后期的钠黝帘石和绢云母化导致An偏离振荡区间,除去这些受蚀变的测点,斜长石捕掳晶An值呈振荡变化.不同斜长石捕掳晶呈振荡变化的An值具有一定差别(与寄主岩相似,整体上哈图沟剖面样品An值较高,德福胜剖面样品An值较低).部分斜长石捕掳晶(11637-17a-2,26~47)与寄主岩斜长石有一定差别,具有核-边结构,包含有黑云母和斜长石包裹体(图 5h),但边部与核部An值差别不大.

      • 辉长闪长岩中斜长石与所接触的寄主岩暗色微粒包体中基质斜长石相似,聚片双晶发育,并且条纹较窄(图 6l6m),其An值(11639-7a-2,44~52;11639-7b-1,42~46)也与包体中基质斜长石近似,但高于寄主岩斜长石(11638-1-3)和包体中斜长石捕掳晶(11638-6-1).

      • 表 2列出不同类型角闪石的电子探针分析结果.角闪石的Fe2+和Fe3+值采用林文蔚和彭丽君(1994)的计算方法获得,并以23个氧原子为单位计算角闪石的阳离子数及相关参数.样品11617-1-3的两个测点元素含量偏离其他样品,这可能与测试精度有关,故其不参与讨论.

      • 不同采样地点的寄主岩角闪石的MgO、FeOT、Al2O3和Na2O变化范围较大,MgO含量(11614-2-3,11617-1-3,11638-1-2)分别为11.10%~12.24%、10.95%和8.46%~10.63%;FeOT含量分别为14.94%~16.83%、图中11614-2-3、11617-1-3和11638-1-2为寄主岩中角闪石;11617-9-2(基质)和11638-6-2为暗色微粒包体中基质角闪石;11614-11-2(捕掳晶)和11617-9-2为暗色微粒包体中角闪石捕掳晶;11639-7b-2为辉长闪长岩中角闪石;11614和11617样品采集于哈图沟剖面;11638和11639样品采集于德福胜剖面16.97%和17.69%~20.52%;Al2O3含量分别为7.22%~8.11%、8.55%和7.69%~9.42%;Na2O含量分别为0.88%~1.23%、1.34%和1.22%~1.43%.CaO和K2O变化范围较小,CaO含量分别为11.63%~11.95%、11.75%和11.54%~11.80%;K2O含量分别为0.06%~0.07%、0.06%和0.03%~0.06%.Mg#与各主量元素化学成分对比关系中也具有相似的趋势(图 7).所有角闪石的CaB大于1.5,(NaA+KA)小于0.5,在Leake(1978)角闪石分类方案中,样品基本都落入镁角闪石范围(图 8).

        图  7  不同产状角闪石化学成分对比

        Figure 7.  Chemical composition of amphiboles for different occurrence

        图  8  角闪石分类

        Figure 8.  Classification of the hornblendes

      • 包体基质角闪石与寄主岩角闪石具有相似的特征,不同采样点样品的元素含量差别较大(图 7).MgO含量(11617-9-2,11638-6-2)分别为11.45%~12.20%和8.81%~9.73%;FeOT含量分别为15.76%~15.93%和18.55%~19.90%;Al2O3含量分别为6.81%~7.26%和7.25%~8.12%;Na2O含量分别为0.77%~0.99%和0.99%~1.28%;CaO含量分别为11.68%~12.11%和11.60%~11.80%;K2O含量分别为0.05%~0.06%和0.03%~0.06%.所有角闪石的CaB大于1.5,(NaA+KA)小于0.5,在Leake(1978)角闪石分类方案中,样品基本都落入镁角闪石范围(图 8).

      • 包体角闪石捕掳晶(11614-11-2,11617-9-2)主量元素特征与寄主岩角闪石(11614-2-3,11617-1-3)近似,样品11614-11-2和11617-9-2的MgO含量分别为11.55%~12.22%和11.18%~12.46%;FeOT含量分别为15.47%~16.16%和14.67%~16.58%;Al2O3含量分别为7.00%~8.60%和7.35%~8.62%;Na2O含量分别为1.15%~1.43%和1.11%~1.39%;CaO含量分别为11.58%~11.87%和11.77%~11.92%;K2O含量分别为0.05%~0.06%和0.04%~0.06%.包体角闪石捕掳晶在Leake(1978)角闪石分类方案中,样品都落入镁角闪石范围(图 8).

      • 辉长闪长岩角闪石(11639-7b-2)具有较高的MgO、CaO、Al2O3和K2O含量,MgO为10.15%~10.43%,CaO为12.00%~12.03%,Al2O3为10.31%~10.49%,K2O为0.29%~0.30%;较低的FeOT,为16.96%~17.00%.在Leake(1978)角闪石分类方案中,样品都落入镁角闪石范围(图 8).

      • 哈拉尕吐花岗岩基各岩石类型均含有暗色微粒包体,特别在花岗闪长岩中暗色微粒包体丰富;并且岩体中有中基性岩侵入.以下根据花岗闪长岩、暗色微粒包体和辉长闪长岩中斜长石和角闪石的特征来讨论岩浆演化和岩浆混合作用.

      • 寄主岩斜长石(11614-2-3,11617-1-2)具有环带或聚片双晶(11638-1-3),除去受蚀变测点,其他测点An值变化范围不大,呈振荡变化.振荡变化的环带可能是岩浆大尺度对流导致结晶环境变化引起的,比如温度和压力(Pearce and Kolisnik, 1990Couch et al., 2003; Viccaro et al., 2010李原鸿等,2016).但不同采样点斜长石的An区间具有一定差别,总体趋势是哈图沟剖面样品(11614-2-3,44~51;11617-1-2,27~44)的An值高于德福胜剖面(11637-8-3,24~39;11638-1-3,32~45).这些来自寄主岩中具不同An值斜长石可能为岩浆自身演化或者不同期次岩浆结晶的结果(Tsuchiyama, 1985; Castro, 2001).

      • 包体基质斜长石形态较为复杂,部分斜长石(11638-6a-3)同辉长闪长岩中的斜长石(11639-7a-2,11639-7b-1)相似,具聚片双晶,应为代表包体的镁铁质岩浆注入寄主岩前结晶的斜长石,其结晶环境较为稳定,矿物的生长较好,使斜长石具聚片双晶(Baxter and Feely, 2002).包体中具核边结构的斜长石,核部An值高于边部.核部形状差别较大(图 5b5g),可能为代表包体的镁铁质岩浆进入寄主岩后环境突变,导致斜长石受到熔蚀的结果(Landi et al., 2004).包体中整体呈浅色的斜长石,与具核边结构斜长石的边部成分相似,可能是镁铁质岩浆注入寄主岩后环境突变,温度、压力和水饱和度降低,导致包体中残留岩浆快速结晶,形成核边结构的边部和浅色斜长石(Ginibre et al., 2002; Coote and Shane, 2016).

      • 角闪石作为钙碱性火成岩中常见矿物之一,其化学成分除受岩浆总成分的影响外,还受控于岩浆的温度、压力和氧逸度等因素,其研究对于限定岩浆形成的物理化学环境具有重要意义(White and Chappell, 1983; Clemens and Wall, 1984; Sisson and Grove, 1993).样品中11617-1-3两个测点主量元素含量偏离其他测点,所以不进行温度、压力和氧逸度计算.

      • 通过角闪石温度计算公式(Ridolfi et al., 2010):

        $$ T = - 151.487{\rm{S}}{{\rm{i}}^*} + 2041, $$

        其中Si*=Si+Al/15-2Ti-Al/2+Ti/1.8+Fe3+/9+Fe2+/3.3+Mg/26+CaB/5+NaB/1.3-NaA/15+KA/2.3,计算获得寄主岩、包体基质、包体捕掳晶和辉长闪长岩的角闪石的温度,公式(1)误差为±22 ℃,最大误差为±57 ℃.其中不同采样点寄主岩角闪石(11614-2-3,11617-1-3,11638-1-2)结晶温度分别为777~812 ℃、825 ℃和788~833 ℃;包体基质角闪石(11617-9-2,11638-6-2)结晶温度分别为775~785 ℃和767~803 ℃;包体角闪石捕掳晶(11614-11-2,11917-9-2)结晶温度分别为782~817 ℃和791~828 ℃;辉长闪长岩角闪石(11639-7b-2)结晶温度为856~864 ℃.

      • Schmidt(1992)校正过的压力计算公式:

        $$ P({10^8}\;{\rm{Pa}}) = - 3.01 + 4.76{\rm{A}}{{\rm{l}}_{\rm{T}}}, $$

        计算得出不同采样点寄主岩角闪石(11614-2-3,11617-1-3,11638-1-2)压力P分别为315~399 MPa、436 MPa、356~524 MPa;包体基质角闪石(11617-9-2,11638-6-2)压力P分别为278~311 MPa和326~418 MPa;包体角闪石捕掳晶(11614-11-2,11917-9-2)压力P分别为294~430 MPa和321~440 MPa;辉长闪长岩角闪石(11639-7b-2)压力P为577~595 MPa.侵位深度的计算公式为P=ρgh,重力加速度g取9.8 m/s2,上覆岩层的密度ρ近似取2 700 kg/m3,计算得寄主岩角闪石形成深度分别为11.89~15.07 km、16.46 km和13.44~19.82 km;包体基质角闪石形成深度分别为10.49~11.77 km、12.30~15.80 km;包体角闪石捕掳晶形成深度分别为11.10~16.27 km、12.15~16.63 km;辉长闪长岩的角闪石(11639-7b-2)形成深度为21.82~22.47 km.

      • 根据Ridolfi et al.(2010)提出的用角闪石分子式计算结晶时的氧逸度公式:

        $$ \Delta {\rm{NNO}} = 1.644{\rm{M}}{{\rm{g}}^*} - 4.01, $$

        其中Mg*=Mg+Si/47-Al/9-1.3Ti+Fe3+/3.7+Fe2+/5.2-CaB/20-NaA/2.8+KA/9.5,计算出角闪石结晶时的氧逸度,寄主岩(11614-2-3,11617-1-3,11638-1-2)的相对氧逸度为△NNO=0.85~1.13、0.76和0.02~0.67,包体基质(11617-9-2,11638-6-2)和包体中捕掳晶角闪石(11614-11-2,11617-9-2)氧逸度同相对应的寄主岩近似(分别为△NNO=1.00~1.23、0.13~0.46,△NNO=0.87~1.13、0.80~1.23),辉长闪长岩角闪石氧逸度与所对应的暗色微粒包体近似,为△NNO=0.28~0.46.寄主岩角闪石lgfO2分别为-12.70~-13.51、-12.55和-13.12~-13.43;包体基质角闪石lgfO2分别为-13.17~-13.19和-13.71~-14.11;包体角闪石捕掳晶lgfO2分别为-12.60~-13.16和-12.66~-12.81;辉长闪长岩角闪石lgfO2为-12.06~-12.38.

        研究表明,在特定温度下,镁铁质硅酸盐矿物具有低的Fe2+/(Fe2++Mg)比值和Al值,其氧逸度较高,反之较低(Anderson and Smith, 1995).寄主岩的角闪石Fe2+/(Fe2++Mg)比值分别为0.32~0.37、0.41、和0.41~0.54,Al值分别为0.89~1.03、1.14和0.97~1.27;包体基质角闪石的Fe2+/(Fe2++Mg)比值分别为0.33~0.35和0.44~0.50,Al值分别为0.87~0.91和0.90~1.10;包体角闪石捕掳晶的Fe2+/(Fe2++Mg)比值分别为0.34~0.37和0.32~0.40,Al值分别为0.92~1.07和0.93~1.14;辉长闪长岩角闪石Fe2+/(Fe2++Mg)比值为0.42,Al值为1.27~1.32.角闪石在图 9a中显示与lgfO2相似的趋势,寄主岩具有较低氧逸度.

        图  9  角闪石Al-Fe2+/(Fe2++Mg)图解(a)和角闪石Al2O3-TiO2图解(b)

        Figure 9.  Al-Fe2+/(Fe2++Mg) (a) and Al2O3-TiO2 diagram of amphiboles (b)

        以上结果显示:同一采样点寄主岩角闪石和包体中角闪石捕掳晶的结晶温度、压力和氧逸度较为接近;包体中基质角闪石的结晶温度和压力低于寄主岩角闪石,氧逸度稍微高于寄主岩角闪石;辉长闪长岩角闪石具有最高的结晶温度和压力,最低的氧逸度.哈图沟剖面样品的角闪石结晶压力低于德福胜剖面,但氧逸度高于德福胜剖面.以上分析说明,在岩浆混合过程中,代表包体的镁铁质岩浆在地壳深部,其氧逸度较低,结晶深度较深.随着未完全结晶的镁铁质上升注入寄主岩,环境突然发生变化,这时,矿物没有经过较好的结晶环境,晶型较差,并且由于岩浆上升注入,使其结晶的压力较低,氧逸度升高.由于不同期次的岩浆侵入深度不一,使其结晶环境具有一定差别.

      • 研究显示,壳源角闪石的Al2O3含量一般低于10%,Si/(Si+Ti+Al)≥0.775,而幔源角闪石的Si/(Si+Ti+Al)≤0.765(姜常义和安三元,1984).除了辉长闪长岩的Al2O3含量高于10%,其余样品都低于10%;包体基质角闪石的Al2O3含量低于寄主岩和包体中角闪石捕掳晶.除了辉长闪长岩的Si/(Si+Ti+Al)比值接近0.765,其余样品都明显大于0.775;包体基质角闪石的Si/(Si+Ti+Al)比值高于寄主岩和包体中角闪石捕掳晶.以上显示,辉长闪长岩角闪石具幔源特征(图 9b);大部分包体中基质角闪石可能为镁铁质岩浆注入寄主岩后经过混合的残留岩浆结晶的结果.

      • 哈拉尕吐花岗岩基花岗闪长岩中大部分暗色微粒包体呈椭圆状,在包体的边部未见烘烤现象,这些形态特征明显不同于围岩捕虏体,为镁铁质岩浆注入长英质岩浆塑性状态下的液滴(Wiebe et al., 1997, 2007; Barbarin, 2005陈国超等, 2016, 2017a).暗色微粒包体中含有不同类型捕掳晶(图 4b~4d4f),这些捕掳晶粒度明显大于包体中基质矿物,同寄主岩矿物相似,应从寄主岩捕获而来(Troll and Schmincke, 2002; Chen et al., 2009陈国超等, 2017b, 2017c).偶见捕掳晶横跨包体和寄主岩(图 4b),这也是两种岩浆呈塑态混合的证据(Didier and Barbarin, 1991; Weinberg, 2006).部分暗色微粒包体可见反向脉(图 4e)和冷凝边,为镁铁质岩浆注入长英质岩浆快速冷却的标志(Wiebe et al., 1997; Kumar and Rino, 2006).以上野外地质特征显示花岗闪长岩中暗色微粒包体为岩浆混合的结果.

        研究显示,由于矿物不同阶段的结晶具有堆晶结构,岩浆演化早期结晶相的矿物往往具有较好的晶型或较大的矿物粒度(Vernon, 1984).花岗闪长岩中暗色微粒包体具有典型的岩浆岩结构和构造(图 3~图 6),并且暗色微粒包体矿物粒度明显小于寄主岩,说明包体不是花岗质岩浆早期的结晶相(Chappell and White, 1992; White et al., 1999).部分斜长石捕掳晶(11637-17a-2)具核-边结构,斜长石中包裹有黑云母和斜长石,这可能是因为斜长石捕掳晶进入包体后温差较大,斜长石受到不同程度的熔蚀后继续生长,使斜长石表面含有不同类型的矿物包裹体(Landi et al., 2004覃锋等,2006).

        暗色微粒包体中斜长石捕掳晶(11614-2-3,11617-1-2)同寄主岩中斜长石(11614-11-2,11617-1-3)具有相似特征,An值范围稳定,呈振荡变化,说明这些斜长石捕掳晶来自寄主岩(Tsuchiyama et al., 1985; Mortimer et al., 2008).部分斜长石捕掳晶An值(11638-6-1)低于寄主岩斜长石(11638-1-3),可能是斜长石捕掳晶采样点与寄主岩斜长石采样点相距较远,斜长石经过一定演化有关.包体中角闪石捕掳晶的主量元素特征、Mg#值、温度、压力和氧逸度等同寄主岩角闪石近似(表 2).以上矿物化学特征说明这些捕掳晶来自寄主岩,暗色微粒包体存在岩浆混合作用.

      • (1) 哈拉尕吐花岗岩基寄主岩斜长石和角闪石的成分和物理化学特征具有一定差别,为岩浆自身演化或者不同期次岩浆结晶的结果.

        (2) 原始的镁铁质岩浆位于地壳深部,氧逸度较低,其结晶的角闪石具有较高的形成压力和较低的氧逸度,斜长石具较高An值;镁铁质岩浆上侵注入寄主岩过程中压力变化导致包体基质斜长石受到熔蚀,形成各种形状的核部;镁铁质岩浆进入寄主岩后温度、压力和水饱和度降低,导致斜长石边部生长较快,形成低An值的边部,使包体中基质斜长石具核边结构,以及结晶程度较差和较高氧逸度的角闪石.

        (3) 包体中斜长石和角闪石捕掳晶同寄主岩斜长石和角闪石具有近似的组成和物理化学特征,为从寄主岩捕获的矿物.

    参考文献 (100)

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