程徐升 楊永飛

摘 要：本文簡要介紹巖漿混合的證據(jù)-MME包體的特征及形成過程。

關(guān)鍵詞：巖漿；混合；過程

1 簡介

我們在花崗巖中常可以見到暗色包體。關(guān)于這些暗色包體的成因自20世紀(jì)70年代以來一直存在兩種觀點(diǎn)。一種是殘留體說，認(rèn)為這些包體是地殼巖石發(fā)生深融作用產(chǎn)生花崗巖巖漿后殘留下來的偏基性的難熔殘余。另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為，暗色微粒包體是基性巖漿與酸性巖漿混合過程中的產(chǎn)物。Didier和Barbarin在他們的著作中將花崗巖中的暗色包體分為了三種：捕擄體、殘留體和鎂鐵質(zhì)暗色包體。鎂鐵質(zhì)微粒包體又稱鎂鐵質(zhì)微?；◢弾r類包體或鎂鐵質(zhì)巖漿包體，其英文縮寫均為MME。

2 鎂鐵質(zhì)包體的主要特征

（1）成分特征：MME包體顏色從黑色到灰色不等，但均比寄主巖深。成分主要為鎂鐵質(zhì)和閃長巖質(zhì)，與寄主巖相比更加的基性，成分點(diǎn)也比較分散。MME主要礦物的種類在包體和寄主巖中相似，且均為巖漿巖礦物組合。但一般說來，Si、K、Na+K、K/（Na+K），石英和長石在寄主巖中更富，而其它元素以及鐵鎂礦物在包體中更富。但在酸性的包體-寄主巖對中也可達(dá)到成分的平衡，尤其是Mg、Ca、Ti、長石等組分。寄主巖中的黑云母Al、Fe含量較高，而包體的黑云母Si、Mg含量較高。但多數(shù)鐵鎂礦物的Mg#比值在包體和寄主巖中卻很接近。斜長石中An的含量在二者中相近。雖然包體為基性或中性成分，但其斜長石卻是低鈣長石，有時可以具有高鈣長石的核。

（2）結(jié)構(gòu)特征：MME為巖漿結(jié)構(gòu)。典型的結(jié)構(gòu)有微粒-細(xì)粒結(jié)構(gòu)，斑狀結(jié)構(gòu)及嵌晶結(jié)構(gòu)等。

（3）構(gòu)造特征：包體大小變化較大，從幾厘米到幾十厘米，最大達(dá)幾米直徑，大多數(shù)在數(shù)厘米到半米之間。最常見的形狀為渾圓狀、橢球狀、卵狀，有時也可以見到各種不規(guī)則的或拉長的形狀，角礫狀。

3 MME包體對巖漿混合的記錄

鎂鐵質(zhì)巖漿進(jìn)入長英質(zhì)巖漿后，由于溫度和溫度的差異，二者會發(fā)生熱的反應(yīng)和物質(zhì)的反應(yīng)。MME包體特征的成分和結(jié)構(gòu)就記錄了這些反應(yīng)。

（一）熱交換

高溫的鎂鐵質(zhì)巖漿在進(jìn)入低溫長英質(zhì)巖漿后，會與長英質(zhì)巖漿之間發(fā)生熱擴(kuò)散。當(dāng)鎂鐵質(zhì)巖漿比例較大，溫度較高時，與長英質(zhì)巖漿之間達(dá)到熱平衡的時間較長；當(dāng)包體較小時，溫度較低，熱擴(kuò)散的時間則較短。MME包體中的一些結(jié)構(gòu)就記錄了巖漿混合過程中的熱擴(kuò)散過程。早期快速結(jié)晶的鐵鎂礦物、斜長石被慢速結(jié)晶階段的嵌晶狀石英和鉀長石所包裹。這種結(jié)構(gòu)形成鎂鐵質(zhì)巖漿經(jīng)歷了兩大結(jié)晶階段。第一階段為快速結(jié)晶階段，較熱的鎂鐵質(zhì)巖漿與較冷的酸性巖漿遭遇后，快速降溫達(dá)到與花崗巖漿相同的溫度，即達(dá)到熱平衡。第二階段為相對慢速結(jié)晶的過程，這時MME包體的殘余巖漿或經(jīng)混合作用改造的巖漿，與其寄主花崗巖漿以相同的速度冷卻。這時，石英和鉀長石也結(jié)晶出來，形成較大晶體，甚至形成嵌晶結(jié)構(gòu)，包裹早期結(jié)晶的鐵鎂礦物、斜長石、副礦物。

（二）物質(zhì)交換

由于成分上的差異，相互接觸中，鎂鐵質(zhì)巖漿與長英質(zhì)巖漿之間物質(zhì)交換。這會造成兩種巖漿成分上的變化。鎂鐵質(zhì)巖漿和長英質(zhì)巖漿的物質(zhì)交換方式主要包括機(jī)械交換和化學(xué)擴(kuò)散。

（1）鎂鐵質(zhì)巖漿和長英質(zhì)巖漿的機(jī)械交換包括巖漿團(tuán)和晶體的交換。小的鎂鐵質(zhì)巖漿團(tuán)進(jìn)入長英質(zhì)巖漿中后，迅速失熱、固結(jié)，形成鎂鐵質(zhì)包體。

（2）鎂鐵質(zhì)巖漿和長英質(zhì)巖漿的化學(xué)擴(kuò)散發(fā)生在熱平衡之后。這是因?yàn)榛瘜W(xué)擴(kuò)散發(fā)生化學(xué)擴(kuò)散比熱擴(kuò)散的速率要小幾個數(shù)量級?；瘜W(xué)擴(kuò)散會造成包體和寄主巖之間化學(xué)平衡。

在物質(zhì)交換過程中，這兩種交換方式是共同進(jìn)行的。機(jī)械交換可以使包體和寄主巖巖漿之間的接觸面積增大，以及使包體外圍的寄主巖巖漿不斷更新，保持包體和寄主巖漿之間成分上的差異，從而促進(jìn)化學(xué)擴(kuò)散。

4 MME包體的形成

（一）控制因素

MME包體作為巖漿混合不均勻的產(chǎn)物，形成受控于兩種巖漿的的成分、含水量、溫度、粘度、結(jié)晶度、大小和相應(yīng)的流變學(xué)特征等因素，主要受控于鎂鐵質(zhì)巖漿和長英質(zhì)巖漿的粘度。

（二）形成位置

由于巖漿在巖漿房、巖漿通道等的任何一個層位均可進(jìn)行混合，所以MME包體的也可以在多個層位產(chǎn)生。

（1）在巖漿房中，包體的形成主要受控于巖漿比例的不同。早期，幔源巖漿剛進(jìn)入下地殼，引起下地殼熔融，使其產(chǎn)生熔體。這時，由于鎂鐵質(zhì)巖漿比例較大，整個巖漿房的巖漿溫度較高，粘度較小。兩種巖漿之間的對流攪動可以使巖漿混和的較均勻，形成鈣堿性長英質(zhì)巖漿。這時，一種組分中的斑晶會可能被蝕變及被運(yùn)移到另一種組分中，形成捕擄晶。這造成混合巖漿中存在大量捕擄晶隨著地殼的進(jìn)一步熔融，長英質(zhì)的巖漿的比例逐漸變大，巖漿房巖漿溫度變低，粘度較大，使得兩種巖漿之間的物質(zhì)交換受到限制。通過巖漿之間的對流和攪動，鎂鐵質(zhì)巖漿進(jìn)入長英質(zhì)巖漿中會淬冷成為MME包體。

（2）在巖漿通道中，兩種巖漿的物理化學(xué)性質(zhì)的差異會導(dǎo)致巖漿之間的攪動但由于時間較短，導(dǎo)致巖漿之間無法充分地進(jìn)行物質(zhì)交換，從而產(chǎn)生MME包體。

（3）在巖漿上升就位過程中，由于粘度不同，巖漿的流動可以導(dǎo)致MME在花崗巖巖體中的局部富集，或形成多成因包體群，與捕擄體、同源包體、殘留體及鉀長石等伴生。在巖漿停止流動之后，且沒有完全固結(jié)之前，MME包體會和寄主巖漿發(fā)生化學(xué)擴(kuò)散。大量的化學(xué)擴(kuò)散會造成包體和寄主巖之間的同位素的均一，而局部的化學(xué)擴(kuò)散會造成包體具有細(xì)粒的邊部、斑狀過渡帶及長英質(zhì)暈。

5 總結(jié)

MME具有巖漿巖礦物組合和巖漿結(jié)構(gòu)，是巖漿混合不均勻的產(chǎn)物。MME包體記錄了巖漿混合作用中發(fā)生一系列熱和物質(zhì)的反應(yīng)。這些反應(yīng)主要受控于兩種巖漿的物理化學(xué)條件。其中熱交換主要與包體的大小、溫度有關(guān)；物質(zhì)交換與包體的成分、含水量、溫度、粘度、結(jié)晶度、大小和相應(yīng)的流變學(xué)特征等因素均有關(guān)系，主要受控于包體殘余巖漿和寄主巖巖漿之間的粘度。

參考文獻(xiàn)：

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