花岗岩包体成因浅析

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本文作者：任晋祁1，2王钦元1，2张金明1，2许海全1，2张志清1，2作者单位：1青海省地质调查院2青海省地质调查院青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室

寄主岩石、包体特征

1矿物成分特征

寄主岩岩石类型为早三叠世似斑状中细粒二长花岗岩，岩石呈浅肉红色，似斑状结构，基质呈中细粒状结构，块状构造。岩石由似斑晶和基质组成，似斑晶含量5%～15%，为条微纹长石，大小10～16mm，自形长柱状，肉红色。基质含量95%～85%，大小在0.5～0mm，由斜长石、石英、黑云母和少量副矿物组成;其钾长石含量45%～35%，为条纹长石，自形板状，肉红色;斜长石含量24%～30%，为中长石，自形板状，灰白色;石英含量25%～20%，他形粒状，灰色;黑云母少量，褐色，自形板状;副矿物为短柱状磷灰石。包体在寄主岩中略有分布，主要有深灰色黑云母石英闪长玢岩包体和灰色黑云母英云闪长玢岩包体等。石英闪长玢岩包体由斑晶和基质组成，斑晶含量10%～15%，为中长石，大小1.0～3.5mm，板条状，灰白色。基质含量90%～85%，大小0.1－0.4mm，由斜长石、石英、黑云母及少量副矿物组成。其中斜长石含量55%～60%，为中长石，自形板状、柱状，灰白色;石英含量15%～20%，他形粒状，灰色;黑云母含量25%～20%，褐色，自形条状;含少量针状磷灰石副矿物。英云闪长玢岩包体岩石由斑晶和基质组成，斑晶含量3%，为中长石，大小1.60～93mm，粒状，灰白色。基质含量97%，由斜长石、石英、黑云母及少量副矿物组成。其中斜长石含量55%，为中长石，大小0.15～0.59mm，自形板状，灰白色;石英含量少，呈灰色，他形粒状;黑云母含量15%，褐色，大小0.18～0.55mm，片状，含少量针柱状磷灰石副矿物。包体与寄主岩相比，包体颜色较深，粒度较细，两者界线明显。包体呈深灰色、灰色。岩石具斑状结构，基质细粒半自形粒状结构，粒径以±0.5mm者居多，镜下可见半自形结构，浅色矿物以斜长石为主，见有石英，暗色矿物以黑云母为主。矿物组分与寄主岩有一定对应关系，包体与寄主岩相比，暗色矿物和斜长石含量相对增多，而钾长石和石英相对减少。寄主岩石与包体矿物成分的相似性显示二者的同源性。

2岩石化学特征和地球化学特征

从表1可以看出，包体的化学成分与寄主岩相比，具有FeO、MgO、CaO含量高，SiO2、K2O含量低的特点，SiO2含量变化不大(65.37%～68.72%)。包体与寄主岩石主要氧化物除反映不同端元的组分外，其他氧化物特征基本一致，并且寄主岩石与包体的Mg/(Mg+Fe)比值分别为0.29～0.42和0.45～0.43，Na(Na+Ca)比值分别为0.55～0.70和0.49～0.54，二者十分相近，反映了寄主岩与包体具有成因上的联系性，同时表明在形成过程中Mg与Fe，Na与Ca未曾分离。包体岩石基性组分富集，酸性组分贫乏是部分熔融的结果。包体与寄主岩石氧化度XO小于0.65，反映岩体定位较深。化学成分上的特点与包体中富含暗色矿物和斜长石的特点相一致。包体的岩石化学特征与寄主岩石既相似又存异。有较多的结晶矿物，如黑云母、斜长石以及副矿物榍石、磷灰石、绿帘石等。祁漫塔格东沟早三叠世似斑状二长花岗岩与其内发育的细粒包体石英闪长玢岩和英云闪长玢岩包体具有相似的稀土配分模式，包体与寄主岩稀土配分曲线均反映右倾，轻重稀土分异明显，二者稀土配分曲线形态的相似性反映二者的同源性(图2)，包体δEu=0.48，寄主岩δEu=0.27～0.44，都明显亏损，且寄主岩Eu亏损明显比包体强，这与岩浆不混溶时斜长石的析出有关。包体稀土总量较高，尤其是重稀土总量偏高，这种特征应该是包体与寄主岩石中副矿物的含量差异造成的。包体与寄主岩石微量元素特征基本一致详见表1。包体微量元素的分布形式与寄主岩微量元素特征基本一致，其中不相容元素(Rb)接近，相容元素Sc、Co、V、Cr、Ni普遍比寄主岩高，其中放射性元素Th含量低于寄主岩，可能是寄主岩石中副矿物的差异所致。二者的曲线分布十分相似(图3)，反映出在演化上的亲缘性。

讨论

前己述及包体与寄主岩石的Mg/(Mg+Fe)、Na(Na+Ca)比值相近，表明它们在形成过程中Mg与Fe，Na与Ca未曾分离，从而说明包体的形成过程是岩浆熔离的结果［3］。根据朱永峰［4］对不混熔包体的成因解释，认为这种同源不混包体的形成过程可能是由于岩浆在自身演化过程中长英质组分和铁镁质组分有序的结果。这种成因解释认为，在均匀的岩浆体系中，液态不混熔作用的发生过程是由基性组分(以Fe、Mg、Ca为代表)和酸性组分(SiKNa及挥发分为代表)各自聚集而实现的。包体与寄主岩石相似的稀土配分模式及微量元素基本相同，这一特征符合陈安国等［5］、徐夕生等［2］、周新民等［6］所认为的不混溶特征完全一致。祁漫塔格东沟地区早三叠世似斑状二长花岗岩石与其内发育的闪长质包体具有相似的矿物组合、稀土配分模式，显示了二者具有同源性。闪长质包体的稀土元素及不相容元素含量较高，大部分超过了寄主岩石相应元素含量，与周新民等［7］所认为的不混熔包体特征一致，这种富集作用是在包体形成过程中形成的。闪长质不混熔包体的形成是由于岩浆自身演化过程中，长英质岩浆发生融离不混熔作用时自身演化的结果，其成因相当于马昌前［7］及徐夕生［2］划分的不混熔包体。