岩浆混合花岗岩类

依现今的认知能力和研究水平，岩浆分异作用和岩浆混合作用是决定花岗岩岩浆的演化过程，形成不同岩石类型的最主要两大成岩作用方式。在某种程度上，岩浆的同化（混染）作用也会产生新的岩石类型，但从区域地质填图角度来看，其形成的岩石类型可归入岩浆分异作用形成的花岗岩类中。

前述分类方案中的各类型均是岩浆分异作用的产物。以下再讨论较为普遍存在的另一种极为重要的成岩作用类型及其形成的花岗岩类——岩浆混合花岗岩类。

岩浆混合花岗岩简称为浆混岩，它是不同岩浆经混合作用（mixing）和混和作用（mingling）形成的一类特殊岩石。浆混岩是岩浆混合杂岩体（简称浆混杂岩体）内重要的组成部分，除此以外，浆混杂岩体还包括岩浆混合后残余的端元岩浆岩以及与岩浆混合作用无关的非岩浆混合岩等。

当两种具有不同温度、不同成分、来自不同岩浆房的岩浆混合在一起时，发生热传输并导致岩浆的流变学性质的明显改变、成岩过程中两类岩浆成分的交换等复杂成岩作用。

最易识别的浆混岩是两个端元性质差异较大的岩浆混合，最有地质意义的浆混岩是代表壳源的酸性端元和代表幔源的基性端元的岩浆混合。

人们在很早以前就已观察到不同成分岩浆的混合现象。这些现象，无论在火山岩还是在侵入岩体中，都可以见到。人们特别注意到，在花岗岩体中普遍分布着暗色微粒岩石包体（MME）。对这些暗色包体的成因解释，自20世纪70年代以来一直存在着两种观点的争论。一种是残留体说，认为这些包体是地壳岩石发生深熔作用产生花岗岩浆后残留下来的偏基性的难熔残余。另一种观点则认为暗色微粒岩石包体是基性岩浆与酸性岩浆混合作用过程的产物。这一争论涉及花岗岩类的成因及壳幔相互作用的许多基本问题，因而有着重要意义。

镁铁质微粒包体（mafic microgranular enclave），又称镁铁质微粒花岗岩类包体（mafic microgranitoid enclave），或镁铁质岩浆包体（mafic magmatic enclave），是花岗岩类侵入体中最丰富的包体类型。这三个名称英文缩写均为MME。

镁铁质微粒包体最重要的特征是：①具有岩浆结构，是岩浆结晶的产物；②粒度通常为微粒—细粒，小于1mm，有的也可达2～3mm，但总是小于其寄主花岗岩；③包体大小变化较大，直径从数厘米，到数十厘米，甚至到数米。最常见的形状为具有塑性流变特征的椭圆状、椭球状、斑块（点）状、不规则状、拉长状等（图版Ⅱ—a），角砾状尽管不多见，但也可以见到，取决于其初始物理性质及岩浆的运动状况；④有时具有细粒冷却边缘；⑤包体多成群成带分布，还有一类岩墙状包体群，是同深成作用岩墙破碎而成的（图版Ⅱ—b），有时还见有共生的基性岩墙群；⑥在包体中常见捕虏晶，有的边界较完整，但多数显示被熔蚀呈浑圆状和不规则状，其地球化学成分与寄主岩石中的斑晶相同，故来自于寄主岩石，有时还能见到一个斑晶犹如铆钉一端插入寄主岩石而另一端嵌入包体中（图3-5），可称其为“铆钉晶”，表明寄主岩石和包体只有同时呈粥状时才有“铆钉晶”存在的可能；⑦包体有时与寄主岩石界线清晰，表现为突变关系，有时二者界线模糊，成渐变过渡关系，有时同一个包体在一侧为突变关系，而另一侧为渐变过渡关系，寄主岩石和包体有时会出现被包和反包；⑧无论是寄主还是包体中均易见到矿物的交代边、熔蚀边，常常见多种不平衡矿物共生和多圈基性—酸性矿物轮生的环带，寄主岩石中长石易出现异常环带；⑨在包体中常见针状空心磷灰石；⑩包体的同位素年龄与寄主岩石年龄相近。

图3-5 镁铁质微粒包体的边界特征及捕虏晶和“铆钉晶”

西秦岭糜署岭岩体是一典型的岩浆混合花岗岩体，侵位于分割中秦岭与南秦岭的近东西向大断裂带中，沿断裂带还有多个小岩体相伴（图3-6）。其中的黄渚关、草关岩体岩性与糜署岭寄主岩石岩性基本一致，而董河和挖泉山岩体岩性与糜署岭岩体中的镁铁质微粒包体成分基本相同。

图3-6 糜署岭岩浆带地质略图

1—断裂；2—岩体；3—镁铁质微粒包体

寄主岩石可分出似斑状的二长花岗岩—花岗闪长岩—石英闪长岩3个填图单元。在镁铁质微粒包体分布较少区域，寄主岩石岩性以二长花岗岩—花岗闪长岩为主；反之，则以石英二长闪长岩—石英闪长岩—辉长闪长岩为主。可见镁铁质微粒包体的岩浆混合比例以及与寄主岩石的成分交换程度决定着寄主岩石的岩性特征及变化。

镁铁质微粒包体的形态极其复杂，类型多样。见球状、椭球状、浑圆状、透镜状、纺锤状、铁饼状、扁豆状、长条状、蝌蚪状、撕裂状、火焰状、花瓶状及不规则形态。大小变化较大，大至米级，小至厘米级甚至更小（图3-7e）。常见的“拖尾”现象等流线性形态（图3-7b、d、e）表明镁铁质微粒包体在被“包裹”时呈塑性状态，而非刚性或脆性。由此看来，镁铁质微粒包体很有可能是由于基性岩浆混入酸性岩浆之后，被携带搬运发生分裂而形成的，犹如两种粥状物质混合在一起造成形态变化一样。形态特征记录了镁铁质微粒包体被“包裹”时的物理状态的重要信息。

镁铁质微粒包体的结构为细粒半自形粒状结构。黑云母边缘成港湾状，早期晶出的长石被角闪石等暗色矿物交代，边缘为不规则状，部分长石成为暗色矿物的包裹晶（图37g、h），见针状磷灰石插在其他矿物之间（图3-7f、g、h）。部分边界见冷凝边（图3-7d）。

寄主岩石中见斜长石斑晶内部具自形的环带，其外缘发育多层他形生长边，表明斜长石有多次生长。此外，斜长石中包有黑云母等暗色矿物，有时环绕其周边也分布着一些细小的暗色矿物，其外又发育他形生长边（图3-7f、g），表明结晶过程中岩浆成分有突变，有异常成分岩浆的加入。

从镜下可以看出，镁铁质微粒包体与寄主岩石间的界线也并不是截然的，而呈过渡状态。野外露头及手标本常见到长石斑晶嵌入其中，并已被圆化，形成含斑或残斑结构（图3-7b、d、f）。

图3-7 糜署岭岩浆混合花岗岩宏观及镜下特征

（据李永军等，2003）

a—镁铁质微粒包体形态及定向性分布特征；b—镁铁质微粒包体形态及与围岩的成分交换和与寄主岩石的渐变过渡关系，图中包体上部与寄主岩石的渐变过渡明显，包体中有长石捕虏晶（白色）；c—密集分布的镁铁质微粒包体群，中心区密度大，包体似涡旋状分布；d—镁铁质微粒包体塑性形变形态，边缘具冷凝边，包体中见长石捕虏晶（白色）；e—肠状镁铁质微粒包体，两端与寄主岩石的渐变过渡关系，包体中具有角闪石等暗色矿物集合体镶边的眼球状长石及石英捕虏晶；f—镁铁质微粒包体中具有暗色矿物镶边及长石晶体，其上有针状磷灰石，角闪石晶体中有石英包晶；g—斜长石异常环带，中心为钠长石，向外有2圈以暗色矿物为主的细粒化边，其上见大量针状磷灰石；h—早期晶出的长石被角闪石等暗色矿物交代，边缘为不规则状，部分长石成为暗色矿物的包裹晶，其上见大量针状磷灰石

多数镁铁质微粒包体与寄主岩石在成分、色率、组构上呈弱过渡关系，界线模糊（图3-7b、e）。宏观上镁铁质微粒包体中经常混入寄主岩石中的钾长石巨晶（捕虏晶），斑晶1～2cm，其粒度较MME中的正常矿物粒度大1个甚至几个数量级。包体中可看到长石斑晶在其内部定向排列或被圆化，或被基性矿物充填于其中的现象（图3-7f、g、h），暗色矿物如角闪石、黑云母粒度明显由主岩向包体逐渐减小，在过渡区域内尚有少量石英存在，但在镁铁质微粒包体核心区几乎没有石英存在，即镁铁质微粒包体与寄主岩石间不仅界线模糊，而且存在着成分交换。

镁铁质微粒包体遍布糜署岭岩体之中，各区分布密度相差悬殊。就整体来看，包体含量由西向东骤减，而且个体大小也是西部大而东部小。包体富集区多呈密集成群、成带状分布，个体大小悬殊，形态复杂，并且显示定向性（图3-7a）。富集点连线与区域性构造线平行呈近东西向，由此可以推断基性岩浆的产生很有可能与区域性深大断裂有关。部分密集区镁铁质微粒包体呈旋涡状分布（图3-7c），比例高达65%以上。

镁铁质微粒包体在寄主岩体中排列有一定规律。量测各处镁铁质微粒包体的产状发现，岩体边界区，其产状与边界走向基本平行，并与区域主构造线一致，有可能是岩浆流动过程中受到围岩限制或区域构造共同作用形成的。岩体中心地带，镁铁质微粒包体大部分南倾，倾角55°～75°，可能是受岩浆流动方向及其流体压力的作用造成的。

糜署岭寄主岩石的同位素年龄为235～237Ma，而幔源岩浆包体的成岩时代为236Ma，十分接近。同位素年龄佐证，糜署岭岩浆带的各岩体是同时形成的，且幔源岩浆与壳源岩浆也是同时产生的。

大量岩石化学、稀土及微量元素地球化学显示寄主岩石主体为壳源成因，但也有清晰的幔源岩浆混合信息，如较多的氢、氧、锶、钕同位素示踪佐证寄主岩石与幔源岩浆之间有显著混合。