岩浆壳幔混合

引言：

通过北大陈斌老师的岩矿专题课程，笔者第一次真正接触到了广泛存在的壳幔岩浆混合现象。陈老师以其丰富的工作经验和扎实的理论基础，从岩石学、地球化学、地质年代学和同位素地质学等多个方面为我们详细讲解了位于华北克拉通内部的一处岩浆混合作用实例。

课后，我详细阅读了陈老师的文章《北太行山燕山期中酸性岩体中暗色包体的成因：岩石学、地球化学和锆石Hf-O同位素证据》，同时结合其它一些相关的研究资料，试图在本文中总结一下中酸性岩体中暗色包体岩浆混合成因的几个初步判别指标。总结如下。

野外地质指标

为了区分，将包裹暗色包体的中酸性岩体称为“寄主岩石”。暗色包体在“寄主岩石”中通常稀疏分布，在视野范围内常分布较为均匀，个体大小悬殊，长径从几厘米到几十厘米，椭圆状或球状，有拉长现象，有时呈不规则状、撕裂状，没有固态变形。包体中的斜长石、角闪石等定向排列。

岩相学指标

包体的粒度较“寄主岩石”要更细，颜色更深。成分上有闪长岩、石英闪长岩和二长岩等。主要矿物组成有斜长石、角闪石、单斜辉石、黑云母等，还有少量钾长石和石英，微量的磁铁矿、磷灰石等副矿物。结构上常具有等粒状、嵌晶状或斑状的特点，斜长石具有典型的岩浆环带，斜长石的核部可见港湾状溶蚀现象，不同环带间的斜长石牌号可能出现较大差异。副矿物磷灰石具有淬火结晶的特征，呈针状，长宽比高达50：1。

地球化学指标

包体的化学成分变化通常较大，硅质含量较“寄主岩石”更低，但两者的硅质含量具有正相关的关系。包体的其他化学成分与同期的基性岩和“寄主岩石”的成分关系非常密切。一般情况下，MgO,FeO,CaO和TiO2等在流体中不活跃的元素与SiO2呈线性负相关，其他元素常显示与SiO2的离散现象。稀土元素配分图和微量元素配分图中的配分曲线差别不大，只有个别元素（如Y、Nb和Nd等）由于矿物相之间的分馏或活动性的不同而产生差异。微量元素之间常出现协变关系。

同位素指标

由于Sr具有很强的活动性，因此其同位素比值在暗色包体和“寄主岩石”中的差别不大。而Nd同位素的成分可能产生差异，暗色包体的εNd值一般情况下比“寄主岩石’的对应值要高，而与同期的基性岩石的εNd值相似。

暗色包体的Hf-O同位素呈负相关关系。其中，Hf同位素变化很大，显示出岩浆混合的特征。同样，氧同位素上也可见到壳幔岩浆混合的证据。Hf-O同位素的数值常介于地幔与地壳之间。

地质年代学指标

暗色包体与“寄主岩石”的同位素年龄相似，而较同期的基性岩体较晚但相差不大。如根据陈老师等人的工作，测得北太行山燕山期中酸性岩体的年龄为128~(1312)Ma，测得暗色包体的年龄为128~(1292)Ma，同期基性岩体的年龄为(1382)Ma。

结语

在对中酸性岩石中的暗色包体进行是否是岩浆混合成因的初步判别时，野外地质和岩相学的证据总是第一位的，当野外工作和岩石薄片的镜下观察都符合岩浆混合成因模式时，再结合相应的地球化学和同位素地质学的研究来进一步限定才是可信的。通过本次课程的学习，笔者希望广大网友初步掌握了岩浆混合成因暗色包体的识别指标和研究方法，拓展岩浆作用理论的相关知识 。