滇西馬廠箐巖體暗色微粒包體巖相學(xué)特征及成因機(jī)制探討

王梁，郭曉東，賈麗瓊，王治華，張廷彥

（1.中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083；2.武警黃金地質(zhì)研究所，河北廊坊065000）

滇西馬廠箐巖體暗色微粒包體巖相學(xué)特征及成因機(jī)制探討

王梁1，2，郭曉東2，賈麗瓊1，王治華2，張廷彥2

（1.中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083；2.武警黃金地質(zhì)研究所，河北廊坊065000）

對馬廠箐巖體中發(fā)現(xiàn)的暗色微粒包體的巖相學(xué)研究后發(fā)現(xiàn)，暗色微粒包體為暗黑色、灰黑色，大部分呈渾圓狀或次圓狀，可見明顯的塑性流變特點(diǎn)，且具有微細(xì)粒結(jié)構(gòu)，發(fā)育針狀磷灰石，部分包體中還含有寄主巖石中的鉀長石和石英斑晶.這些巖相學(xué)特征都表明了馬廠箐巖體中的暗色微粒包體是巖漿混合作用的產(chǎn)物.暗色微粒包體的發(fā)現(xiàn)反映了馬廠箐巖體可能是殼幔巖漿混合成因，而幔源巖漿的注入是這套巖漿成礦的關(guān)鍵因素.

暗色微粒包體；巖漿混合作用；馬廠箐巖體；滇西

Abstract：A detailed petrographic study on the dark microgranular enclaves found in the Machangqing intrusive rock body shows that,the enclaves are mostly dark black or grayish black in color,round or sub-round in shape,with apparent plastic rheological characteristics.The enclaves are in micro-fine granular texture,containing acicular apatites,K-feldspar and quartz phenocrysts from the host rocks.These characteristics suggest the magma mixing origin of the enclaves,indicating that the Machangqing intrusive rock may be the production of mixing of crust-derived and mantle-derived magma.The injection of mantle-derived magma is a key factor to the mineralization of such magma.

Key words：dark microgranular enclave;magma mixing;Machangqing intrusive rock;Western Yunnan Province

在花崗巖中?；蚨嗷蛏俚某霈F(xiàn)一些暗色微粒包體，由于這些暗色微粒包體蘊(yùn)涵著豐富的殼-幔相互作用信息，對其進(jìn)行深入系統(tǒng)的地質(zhì)及地球化學(xué)研究，可以揭示深部巖漿作用過程，有助于了解寄主巖漿起源與成因演化等基礎(chǔ)地質(zhì)問題，因而已成為巖石學(xué)十分重要的研究對象［1］.馬廠箐巖體是著名的滇西喜馬拉雅期富堿斑巖帶的重要組成部分之一，因在巖體內(nèi)部發(fā)育斑巖型銅鉬礦化、接觸帶發(fā)育夕卡巖型銅鉬（伴生金）礦化、圍巖中發(fā)育熱液脈型金、銀、鉛鋅礦化顯示出巨大的找礦潛力而備受關(guān)注.近年來，許多學(xué)者相繼在礦床地質(zhì)、成巖成礦時代、礦床成因等方面進(jìn)行了大量的研究［2-7］，取得了眾多有價值的科研成果.然而目前對于馬廠箐巖體的研究卻依然較為薄弱，對于巖體起源、深部作用過程及其與成礦的關(guān)系等基礎(chǔ)性問題仍有待深入研究.本次在馬廠箐復(fù)式巖體中發(fā)現(xiàn)了暗色微粒包體，經(jīng)過深入的巖相學(xué)研究之后，認(rèn)為其為殼?；旌铣梢?，這不僅有利于揭示巖體形成演化及其相關(guān)成礦作用，而且對于探討該區(qū)殼幔相互作用也具有重要的意義.

1 巖體及包體基本特征

馬廠箐復(fù)式巖體位于云南省祥云、彌渡、大理三市縣接壤部位.大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子板塊西緣與金沙江-哀牢山深大斷裂帶東側(cè)的交會部位，北西向金沙江-哀牢山斷裂帶與北北東向程海-賓川斷裂帶所夾銳角區(qū)［7］（圖1）.

圖1 馬廠箐礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological sketch map of the Machangqing orefield

馬廠箐復(fù)式巖體具有從南西向北東侵入特征，由多種類型巖石組成，主要包括斑狀花崗巖、正長斑巖、二長斑巖、花崗斑巖和煌斑巖，其中以大面積出露的斑狀花崗巖為主.各類斑巖呈巖株、巖脈、巖墻或巖床等產(chǎn)狀侵位于下奧陶統(tǒng)向陽組長石石英砂巖、粉砂巖、碳泥質(zhì)細(xì)砂巖夾條帶狀灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖透鏡體以及下泥盆統(tǒng)康廊組灰?guī)r中.巖體屬中酸性到酸性巖，以酸性巖為主，屬堿過飽和系列.巖體的各類斑巖具有相似的巖石學(xué)和礦物學(xué)特征，無論是正長斑巖、石英正長斑巖、二長斑巖、石英二長斑巖，還是斑狀花崗巖、花崗斑巖、堿長花崗斑巖，主要礦物為斜長石、石英、角閃石、黑云母以及鉀長石，副礦物有磷灰石、榍石、鋯石、磁鐵礦.斑晶主要為鉀長石、斜長石、石英、角閃石和黑云母.基質(zhì)具微晶結(jié)構(gòu)，主要由微細(xì)粒長石、石英和少量的黑云母組成.塊狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu).

斑狀花崗巖在礦區(qū)大面積出露，構(gòu)成馬廠箐復(fù)式雜巖體的主體，而目前所發(fā)現(xiàn)的暗色微粒包體也主要賦存在寶興廠礦段的斑狀花崗巖中.斑狀花崗巖呈巖株狀產(chǎn)出，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造.基質(zhì)具顯微花崗、顯微文象結(jié)構(gòu)，粒度為0.03～0.16 mm，斑晶0.3～25 mm，主要礦物為石英、鉀長石、斜長石、黑云母、角閃石.副礦物有磷灰石、榍石、鋯石、磁鐵礦，偶見磷釔石.鉀長石：斑晶中鉀長石有2個世代，巖漿結(jié)晶階段為正長石及微斜長石，有溶蝕現(xiàn)象并含暗色礦物包體.自變質(zhì)階段為正長紋長石及微斜紋長石.斜長石：早期為更長石，自變質(zhì)及熱液階段為鈉長石（常交代鉀長石及暗色礦物）.斜長石有暗色礦物包體.石英：斑晶多呈渾圓狀，常有氣液包體，邊緣多被溶蝕.基質(zhì)中長石、石英組成的文象石普遍存在.黑云母：呈淡黃-紅褐色，屬鐵云母，含鈦較高.在黑云母中，見有磷灰石、鋯石包體.普通角閃石：呈柱狀，見有磷灰石、榍石、磁鐵礦包體，個別與黑云母呈連晶產(chǎn)出.

暗色微粒包體產(chǎn)狀雜亂且分布不均.主要呈暗黑色、灰黑色，粒度較其寄主巖明顯變細(xì)，多數(shù)集中在0.02～0.05mm之間.包體大小不一，大者直徑在4～10 cm之間，小者在0.5～2 cm之間，大多數(shù)在2～4 cm之間.包體形態(tài)多樣，主要呈渾圓狀、橢圓狀、紡錘狀、啞鈴狀、次棱角狀.部分包體呈拉長狀（圖2A），顯示出明顯的塑性流變特點(diǎn).包體與寄主巖石之間常呈截然的接觸關(guān)系，邊界一目了然，但二者的接觸界面并不平直，而是呈圓弧形或港灣狀（圖2B）.此外，亦可見包體與寄主巖之間為過渡關(guān)系，呈彌散狀，與主巖界線模糊（圖2C）.包體中常可見到與其寄主巖花崗斑巖中相似的鉀長石斑晶（圖2D），大小為0.5～1.5 cm，自形程度為半自形，邊部棱角多被熔蝕圓化而呈渾圓狀.在個別包體邊部還可見到較大的鉀長石斑晶騎跨在包體與寄主巖石的分界線間（圖2E）.

鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，包體具有典型的巖漿結(jié)構(gòu)特征，具體有微細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)和嵌晶結(jié)構(gòu)等.礦物成分方面，包體主要由斜長石、角閃石、輝石、黑云母所組成.副礦物有磁鐵礦、榍石、磷灰石和鋯石等.根據(jù)主要礦物含量來看，暗色微粒包體的巖性應(yīng)屬于輝長巖—閃長巖.值得一提的是，包體中的磷灰石大多呈細(xì)長的針狀（圖2F），長寬比在1∶30～1∶50范圍之間，明顯不同于其寄主巖中的短柱狀磷灰石.在個別包體中還存在具有黑云母、角閃石等微細(xì)粒暗色礦物集合體所組成鑲邊的眼球狀石英（圖2G）以及具有包含有斜長石、角閃石、針狀磷灰石等較為細(xì)小的礦物所構(gòu)成的嵌晶狀斜長石（圖2H）.而在包體接觸過渡邊緣區(qū)的寄主巖斑狀花崗巖中斜長石環(huán)帶結(jié)構(gòu)發(fā)育（圖2I）.

圖2 暗色微粒包體照片F(xiàn)ig.2 Photographs of the dark microgranular enclaves

2 包體成因分析

對于花崗巖中暗色微粒包體的成因長期以來一直爭議不斷，巖石學(xué)家們提出了圍巖捕擄體成因、地殼巖石難熔殘留體成因［8］、析離體成因［9］、殼幔巖漿混合成因［10］等.

區(qū)域上，馬廠箐巖體的圍巖主要為灰?guī)r、白云巖和石英砂巖，均與暗色微粒包體在礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造上迥然不同，且在包體中并不發(fā)育接觸熱變質(zhì)或接觸交代現(xiàn)象，此外，一般的圍巖捕擄體多為棱角狀，但暗色包體形態(tài)多為渾圓狀和橢球狀且具有塑性流變的特點(diǎn)，與捕擄體在形態(tài)上有較大的差別，故可以排除暗色微粒包體的圍巖捕擄體成因.鏡下觀察表明，暗色包體具有典型的巖漿巖礦物組合和結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點(diǎn)，未見石榴子石、堇青石、紅柱石等典型的富鋁礦物，亦不具有變晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)和面理構(gòu)造等變質(zhì)巖常見的特征，因此肯定不是地殼深部變質(zhì)巖的難熔殘留體［1］.同源巖漿早階段結(jié)晶的析離體或堆積體成因的包體，其同種礦物的粒度與寄主巖相差不多［9］，而馬廠箐暗色微粒包體的粒度卻明顯小于其寄主巖，故又可以排除包體的析離體或堆積體成因.那么，在排除了包體的捕擄體、殘留體以及析離體成因之后，巖漿混合作用是否能夠很好地解釋包體的巖相學(xué)特征呢？

暗色微粒包體主要呈渾圓狀、橢圓狀，與寄主巖接觸界面也并不平直，而是呈圓弧形或港灣狀，部分包體還呈拉長狀.這些均顯示出明顯的塑性流變特點(diǎn)，但在包體內(nèi)部卻沒有觀察到任何塑性變形或者是重結(jié)晶現(xiàn)象，反映包體所表現(xiàn)出的塑性流變特點(diǎn)是巖漿流動而不是變質(zhì)作用的固態(tài)流動所致.因此，包體與其寄主巖應(yīng)曾一度同為熔融狀態(tài)，這完全符合巖漿混合作用成因的特點(diǎn).包體應(yīng)該是在其所代表的基性巖漿固結(jié)前注入寄主巖所代表的花崗質(zhì)巖漿中之后發(fā)生攪動以及流動等過程形成的，包體和寄主巖是同時或者近同時所形成.

一般來說，基性巖漿的溫度為1000～1225℃，而花崗質(zhì)巖漿的溫度為700～890℃［11］.因此，當(dāng)溫度較高的基性巖漿注入到溫度較低的花崗質(zhì)巖漿中時，就猶如將一塊燒的通紅的鐵塊放入冰涼的水中一樣，一定會發(fā)生急劇猛烈的冷卻過程.Wyllie et al.［12］所進(jìn)行的CaO-CaF2-P2O5-CO2系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)也證明了，針狀磷灰石是在淬冷狀態(tài)下結(jié)晶形成的，而緩慢冷凝結(jié)晶形成的磷灰石是短柱狀的.馬廠箐暗色微粒包體中多發(fā)育長寬比在1∶30～1∶50之間的針狀磷灰石，與其寄主巖中的短柱狀磷灰石截然不同，證實(shí)了高溫的基性巖漿遭遇較低溫的花崗質(zhì)巖漿“淬冷”事件的發(fā)生.此外，包體整體上較寄主巖所表現(xiàn)出的更細(xì)的粒度以及在部分包體邊部出現(xiàn)的冷凝邊也為基性巖漿的快速冷卻提供了佐證.

在鏡下觀察到的包體中粗大的斜長石晶體顆粒中包含有斜長石、角閃石、針狀磷灰石等較為細(xì)小的礦物構(gòu)成嵌晶狀斜長石結(jié)構(gòu)，正是對高溫的基性巖漿注入較低溫的花崗質(zhì)巖漿發(fā)生“淬冷”事件以及其后這兩種巖漿慢慢達(dá)到溫度上的平衡進(jìn)而正常結(jié)晶這一過程的客觀記錄.被包裹的斜長石、角閃石、針狀磷灰石等細(xì)小礦物是高溫的基性巖漿遭遇較低溫的花崗質(zhì)巖漿后，由于其過冷度較大造成礦物快速結(jié)晶來不及進(jìn)一步生長的結(jié)果.高溫的基性巖漿注入低溫的花崗質(zhì)巖漿必然發(fā)生降溫，而花崗質(zhì)巖漿也必定由于基性巖漿的注入而導(dǎo)致溫度升高，最終這兩種巖漿將會達(dá)到溫度上的平衡.而平衡后的巖漿在之后的正常冷卻降溫過程中，在接近斜長石的液相線溫度附近形成的那些斜長石晶核，由于具有充分的生長時間最終形成了粗大的晶體，包裹著早期形成的斜長石、角閃石、針狀磷灰石等晶體.

在與包體接觸過渡邊緣區(qū)的寄主巖花崗斑巖中可以見到大量斜長石斑晶內(nèi)部發(fā)育環(huán)帶結(jié)構(gòu)，反映了巖漿混合過程中結(jié)晶環(huán)境的動蕩變化.其中可觀察到一種特殊的斜長石環(huán)帶（圖2I）.這種具環(huán)帶結(jié)構(gòu)的斜長石的核部較為均一，大體保留有自形的形態(tài)，但其部分邊角卻表現(xiàn)出不平整，圓滑，自形程度差的特點(diǎn)，顯示出了后期結(jié)晶環(huán)境不穩(wěn)定的特征，而且其內(nèi)部不包含細(xì)粒暗色礦物，外部覆蓋的環(huán)帶較核部則窄很多.在該類型斜長石中，核部的斜長石可能代表了在基性巖漿注入之前，在較酸性的花崗質(zhì)巖漿中正常結(jié)晶的產(chǎn)物.由于高溫的基性巖漿的注入導(dǎo)致了早期晶出的斜長石的結(jié)晶環(huán)境發(fā)生了劇烈動蕩，甚至還造成了不同程度的熔蝕，導(dǎo)致早期結(jié)晶的斜長石的自形程度發(fā)生了變化.而邊部的斜長石則是混合了基性巖漿的花崗質(zhì)巖漿后期正常結(jié)晶的產(chǎn)物.

包體和寄主巖的界線除了一目了然的截然接觸外，還可見到兩者之間為過渡關(guān)系，呈彌散狀，與主巖界線模糊，反映了兩種巖漿在達(dá)到溫度平衡的同時以及之后，也在尋求化學(xué)成分上的平衡，彼此間進(jìn)行了不同程度的物質(zhì)交換.在物質(zhì)交換過程中，花崗質(zhì)巖漿中的硅鋁質(zhì)成分向包體內(nèi)遷移，而鎂鐵質(zhì)成分則從包體向酸性巖漿中遷移，便形成了內(nèi)部呈暗黑色，往外呈淺灰色彌散狀慢慢過渡到寄主巖現(xiàn)象.而那些與寄主巖接觸關(guān)系截然的包體，由于物質(zhì)交換程度較少，故能較好的保留原基性巖漿的特點(diǎn)，為輝長質(zhì)包體，而物質(zhì)交換程度高則形成了閃長質(zhì)包體.

在寄主巖斑狀花崗巖中、橫切包體與寄主巖的界線上及部分暗色包體中，三種位置都存在鉀長石斑晶，且三種位置的鉀長石，除了包體中的鉀長石棱角顯示出因熔蝕而圓化的特點(diǎn)外，其他特征并沒有與寄主巖中的鉀長石斑晶有太大的區(qū)別.從成分上來說，暗色包體的化學(xué)成分應(yīng)不適宜于較大的鉀長石斑晶的結(jié)晶，因此鉀長石組分應(yīng)來源于包體之外，是早先結(jié)晶的寄主花崗巖漿的斑晶在基性巖漿和花崗質(zhì)巖漿混合時被帶到基性巖漿中的［13］.而鉀長石斑晶在這三種位置的存在，也正好勾勒出了鉀長石斑晶從斑狀花崗巖進(jìn)入到暗色包體中的運(yùn)移軌跡，正是兩種不同的巖漿之間進(jìn)行著物質(zhì)交換最為直觀的證據(jù).

此外，鏡下觀察發(fā)現(xiàn)包體中還存在具有細(xì)粒黑云母等暗色礦物構(gòu)成鑲邊的眼球狀石英（圖2G），也能夠證明巖漿混合過程中物質(zhì)交換的存在.因?yàn)?，基性巖漿在高壓下的液相線礦物是石榴石類和輝石類，在低壓下為長石類和橄欖石類，不可能結(jié)晶出石英［14］.而且在石英晶體顆粒中還可以觀察到數(shù)條清晰的裂紋，但這些裂紋僅僅只局限在石英晶體顆粒內(nèi)部，并不延續(xù)切割與其相近的其他礦物晶體顆粒.與其相近的其他礦物晶體顆粒中也沒有發(fā)現(xiàn)其他形式的破裂跡象，這可能說明了這些裂紋并不是石英在當(dāng)前位置中所形成，而是在定位于當(dāng)前位置之前所形成.綜上，石英肯定不是巖漿自然結(jié)晶過程的產(chǎn)物，應(yīng)該是來源于與基性巖漿相混合的花崗質(zhì)巖漿中的捕擄晶.而石英在被基性巖漿所捕獲后，由于基性巖漿溫度較高將會使其發(fā)生熔蝕現(xiàn)象，邊角會發(fā)生熔蝕而圓化.且由于石英的熔蝕過程又是一個吸收大量熱量的過程，因此，在緊鄰石英邊緣的一圈熔體中就會形成過冷卻的環(huán)境，致使熔體中結(jié)晶出來的黑云母等暗色礦物不能夠充分生長，呈細(xì)小的晶粒集合體圍繞石英捕擄晶產(chǎn)出，形成這種特殊的石英.

3 包體形成機(jī)制探討

馬廠箐富堿斑巖是分布于金沙江-哀牢山縫合帶附近的富堿斑巖帶的重要組成部分.而金沙江縫合帶是古特提斯金沙江大洋俯沖消減帶，也是三疊紀(jì)揚(yáng)子板塊與羌塘-蘭坪一思茅地塊間的碰撞對接帶［15］.金沙江洋殼板片于二疊紀(jì)向西俯沖［16］，金沙江古特提斯洋殼在俯沖到一定深度后，將會發(fā)生脫水作用形成俯沖帶流體.由于元素活動性的差異，這種流體中富含大離子親石元素，如K、Rb、Cs、Sr、Ba、U、Th等，它們隨著流體進(jìn)入俯沖帶上方的地幔楔和其發(fā)生交代作用形成EMⅡ.揚(yáng)子板塊與蘭坪-思茅地塊兩大構(gòu)造單元之間的特提斯洋在中晚三疊世就已封閉，進(jìn)入碰撞造山期［16］，而馬廠箐巖體的形成時代為48～32 Ma［4］，明顯晚于縫合帶的閉合時間，因此馬廠箐巖體及其中包體便形成于陸陸碰撞造山環(huán)境之下.研究表明，在俯沖-碰撞的動力學(xué)背景下容易發(fā)生幔源巖漿對下地殼的底侵作用［17］.而實(shí)際上，地球物理資料［18］也證明了本區(qū)也確實(shí)發(fā)生過軟流圈物質(zhì)的上涌.由于軟流圈物質(zhì)上涌帶來的巨大的熱量，極有可能在導(dǎo)致其上覆的遭受金沙江洋殼板片流體強(qiáng)烈交代而形成的EMⅡ部分熔融后將會繼續(xù)底侵，致使下地殼物質(zhì)熔融，形成花崗質(zhì)巖漿.不斷上升的幔源基性巖漿遭遇到殼源的花崗質(zhì)巖漿后將會發(fā)生混合.而馬廠箐巖體中發(fā)育的微粒暗色包體正是巖漿混合作用的產(chǎn)物.

4 結(jié)論

馬廠箐巖體中發(fā)育的暗色微粒包體大部分呈渾圓狀或次圓狀，可見明顯的塑性流變特點(diǎn)，與寄主巖石邊界呈現(xiàn)截然或模糊過渡的特征，具典型的巖漿結(jié)構(gòu)，發(fā)育針狀磷灰石、嵌晶狀斜長石、環(huán)帶結(jié)構(gòu)斜長石，部分包體中還含有寄主巖石中的鉀長石和石英斑晶，這些都表明了其為巖漿混合成因.結(jié)合區(qū)域大地構(gòu)造演化及地球物理資料認(rèn)為，暗色微粒包體可能是受軟流圈物質(zhì)上涌影響，底侵上升的具Ⅱ型富集地幔特點(diǎn)的幔源基性巖漿與下地殼花崗質(zhì)巖漿發(fā)生巖漿混合作用的殘留產(chǎn)物.而幔源巖漿的混合則提供了主要的成礦物質(zhì)，是馬廠箐巖體成礦的關(guān)鍵.

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PETROGRAPHY AND GENESIS OF THE DARK MICROGRANULAR ENCLAVES IN THE MACHANGQING INTRUSIVE BODY,WESTERN YUNNAN PROVINCE

WANG Liang1，2,GUO Xiao-dong2,JIA Li-qiong1,WANG Zhi-hua2,ZHANG Ting-yan2
（1.School of Earth Science and Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China;2.Institute of Gold Geology,CAPF,Langfang 06500,Hebei Province,China）

1671-1947（2012）03-0332-06

P572；P586；P588.1

A

2011－08－22；

2011-10-08.編輯：李蘭英.

武警黃金指揮部專項(xiàng)基金（編號HJ09-03）資助.

王梁（1987—），男，碩士在讀，主要從事巖石學(xué)及礦床學(xué)研究工作，通信地址河北省廊坊市豐盛路159號，E-mail//wcckey@163.com