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牡丹江镜泊湖浆混花岗岩位于小兴安岭—张广才岭花岗岩带东南端,即位于佳木斯-兴凯湖地块西南、属于张广才岭-太平岭早古生代陆缘构造带,侵位于敦密断裂旁侧次级张性断裂中。在该岩体酸性相带细中粒二长花岗岩中发育大量的中基性微细粒暗色包体(群)。前人对其进行过一定程度的研究,但对岩浆源区性质及深部作用过程缺乏有效的地球化学制约,对岩体中暗色细粒包体的类型归屈及其与寄主岩的成因联系缺乏深入探讨,为此,本文重点进行了包体与寄主岩岩石学和地球化学特征的综合对比,旨在揭示二者之间的联系,并进一步探讨成岩过程及岩石成因。
在前人研究资料及本人工作的基础上,本文重点对包体与寄主岩的岩石学和地球化学特征进行了综合对比,取得了如下认识:
(1)、牡丹江镜泊湖浆混花岗岩在宏观上多方面表现出岩浆混合特征,如在酸性端元岩体中含有较多的暗色微细粒包体和包体群(中基性端元相成分),形态大多呈浑圆状、椭圆状、乳滴状、不规则状,与寄主岩界限清晰、截然,岩石为细粒显品结构,均属典型的岩浆结构,中基性微细粒暗色包体具有典型的岩浆岩的岩石学、矿物学特征,是岩浆结晶的产物。尽管暗色微细粒包体的颜色、大小、粒度有一定的变化,不尽相同,但其颜色总是比寄主岩深,其粒度总是比寄主岩石细,大小差别也很大。
(2)、牡丹江镜泊湖浆混花岗岩酸性端元相中含有较多呈拉长状、不规则状具定向排列的暗色微细粒包体和包体群(中基性端元相成分),包体定向拉长,但却没有任何内部变形。这些特征说明,包体在花岗岩浆中的流动是岩浆流动,而不是固态流动。包体的定向排列反映了岩浆流动方向。也就是说包体在固结前原是注入壳源长英质岩浆的幔源岩浆,并由于岩浆的流动与搅动,而形成分散在长英质岩浆中的小岩浆团。
(3)、酸性端元相(J1Ds)属于过铝质(A/KNC值为1.01-1.09,均大于1,平均1.05)钙碱性系列岩石;与之相比混合相(J1Dh)(A/KNC值为0.73-0.91)和中基性端元相(J1Dz)(A/KNC值为0.60-0.74)均为偏铝质钙碱性系列岩石。牡丹江镜泊湖浆混花岗岩各相的主量和微量元素表现出岩浆混合成因的演化趋势。
(4)、由于混合相岩石是酸性岩浆与基性岩浆混合而生成的过渡相产物,酸性岩浆与基性岩浆混合比例、初始温度、流变学性质及化学成分交换的强弱,决定了混合相岩石的岩石化学特征,其岩石化学特征具有显著的依从关系和过渡特征,反映出重要的岩浆混合信息。
(5)、牡丹江镜泊湖浆混花岗岩在酸性端元相中取得K-Ar同位素年龄为182Ma,中基性端元相测得K-Ar同位素年龄为193Ma,为岩浆混合作用发生的时间提供了有力的同位素年代学约束。属于早侏罗世-中侏罗世岩浆活动的产物。
(6)、岩石地球岩石化学特征及产出构造背景的综合研究分析表明牡丹江镜泊湖浆混花岗岩是在走滑-伸展引张构造背景下,由幔源基性岩浆与壳源长英质岩浆混合作用的产物。正是由于敦密断裂带的强烈走滑和太平洋板块向陆内俯冲,形成板内地幔隆起,地壳拉张,引起地壳减薄,促使地壳岩石部分熔融形成了花岗岩浆,同时为地幔流体上侵的提供了主要构造通道。当地幔基性岩浆沿超壳断裂上升至地壳的长英质岩浆房中,由于沸腾作用与长英质岩浆发生混合,对流作用或其它驱动力使包体分散在整个寄主岩体中,或者由于分离作用使包体局部集中形成包体群。
综上所述,牡丹江镜泊湖浆混花岗岩是与敦密断裂密切相关的壳幔岩浆混合形成的浆混花岗岩。牡丹江镜泊湖浆混花岗岩记录了这一地质时期壳幔岩浆的动力作用和地壳增生的重要信息,成岩过程中的引张型构造环境,也反映了在敦密断裂这一时期的活动特性,从而也反映出大陆地壳的增生,地幔物质的贡献是不可忽视的。