岩石包体及相关岩石

岩石包体（enclave），即被包在花岗岩类岩体中的岩石碎块，是长英质侵入岩的一个重要特征。有关岩石包体的认识和研究，经历了很长的历史，但只是最近30年里，才引起了学术界的广泛关注。法国学者Didier et al.（1982）曾将包体分为捕虏体、富云包体和微粒包体三类；Wall et al.（1987）将其划分为捕虏体、岩浆混合产物、同源堆积岩和残余体四种类型；王德滋等（1991）则将其分为捕虏体、残影体、残留体、淬冷包体、不混溶包体和残浆包体等七类。依据包体与寄主岩间的关系，马昌前等（1994）提出了如下的分类（表9－5）：

表9－5 花岗岩类中岩石包体成因分类

续表

（据马昌前等，1994）

1.浅源捕虏体（epixenolith）

浅源捕虏体简称捕虏体（xenolith），是指花岗岩体侵位时捕获的围岩碎块。主要为各种变质岩或变沉积岩（图9－11d），具变晶结构或变余结构构造，有的与寄主岩浆相互作用后可发生成分变化，而形成各种交代结构和带状构造。多呈棱角状，围岩中有对应的岩石。多分布于岩体边部或顶部。

2.深源捕虏体（hypoxenolith）

深源捕虏体或称为继承包体（inherited enclave），是寄主岩浆在分凝、上升过程中捕获的地壳深部先成岩石的碎块。围岩中找不到对应的岩石，主要为各种变质岩，常具变晶结构，叶理状或块状构造。可包括花岗岩源区的岩石。

3.同生包体（syngenetic enclave）

同生包体是寄主岩浆起源、演化、侵位、结晶过程新形成的，与寄主岩有成因联系。进一步可分为7个亚类：

◎残余体（restite）：为产生花岗质熔体后的耐熔固态物质，以富云包体为代表。

◎混杂包体（mingled enclave）：是侵位于酸性岩浆房中的少量基性岩浆被分割、冷凝产物，由于两种岩浆之间的不平衡，包体边部会有混合－反应带出现（图9－11b）。

◎混成包体（mixed enclave）：是酸性与基性岩浆混合、淬冷而成的中性、中酸性成分的岩块。一般为微粒－细粒结构（图9－11c），发育针状磷灰石，斜长石较自形，可见环带及不平衡的矿物组合。有时见花岗岩中的钾长石巨晶也出现在包体内，甚至镶嵌在包体与寄主岩的交界处。

◎堆积包体（cumulate enclave）：是寄主岩浆的近液相线矿物分异、堆积产物，以富含早结晶矿物相为特征，堆晶之间可出现含量不等的石英和长石。矿物较自形，可见流动组构。

◎残浆包体（derivative magma enclave）：主要为长英质成分（图9－11a），是早侵入岩浆结晶残液冷凝后在后侵入岩浆侵位时破碎而成的。

◎不混溶包体（immiscible enclave）：是主花岗岩浆液态不混溶而成的较基性的岩浆团（滴）淬冷产物。一般呈浑圆状，个体细小，具微粒－细粒火成结构，包体与寄主岩中同种矿物有相似的成分。

图9－11 花岗岩中的包体

◎冷凝边包体（chilled border enclave）：为早侵入的同源岩浆冷凝边被后侵位岩浆冲碎而成。

岩浆成因的包体在准铝质花岗岩中较为普遍，而在过铝质和过碱性花岗岩中一般分布较少。例如，在周口店岩体中，就存在混成包体（石英二长质包体、微粒闪长质包体）、混杂包体（角闪石岩包体）和残余体（富云包体）（马昌前等，1992）。在德国和捷克交界的Kosseine淡色花岗岩中就含有五种包体：(1)角闪岩——含铝硅酸盐矿物的富云包体——围岩捕虏体；(2)含斜方辉石富云包体——源区残余体；(3)片麻岩包体——源区附近的副片麻岩碎块；(4)火成结构的浅色微粒包体——未知的花岗岩物质碎块；(5)富黑云母石榴子石微粒包体——来自花岗岩源区物质（Schodlbauer et al.，1997）。

实际上，岩浆混合作用有大量的地质和岩石学证据，而其中最重要的证据是淬冷的混成包体。该类包体颜色一般较寄主岩深，主要岩石类型包括闪长岩、二长闪长岩等，它是镁铁质岩浆注入长英质岩浆后由于温度的显著降低而发生的一种现象。包体常具细粒半自形粒状结构、嵌晶结构、巨斑结构、斜长石或暗色矿物的环带结构。细粒半自形粒状结构是典型的岩浆结构，表明形成包体的岩浆具快速冷却的特点；嵌晶结构是由早期快速结晶的较自形的暗色矿物、斜长石、磷灰石等被较晚且慢速结晶的长石、石英、黑云母包裹形成的，其中常见磷灰石呈细小的针状，也表明了早期岩浆快速冷却的特点；巨斑结构在包体中较常见，通常钾长石大斑晶在包体和寄主岩石中均能见到，且常跨越二者的界线，它是寄主花岗岩早期结晶的产物，而在包体中钾长石巨晶的边缘通常还可见到包体早期形成的细小矿物的镶边。此外，在包体中有时也可见到熔蚀且呈不规则眼球状的石英边部被细粒暗色矿物或斜长石等环绕，构成镶边结构。

与包体形成相关的另一个重要的地质现象是同侵入岩墙（synplutonic dyke）。表现为，在花岗岩体中，镁铁质岩墙被花岗岩分割为无数的小段，但从宏观上仍显示出了岩墙的形态，具有藕断丝连的特点（图9－12）。这表明，在岩墙侵入时，寄主花岗岩体仍处于流动状态，花岗岩冷凝产生的裂隙就被镁铁质岩浆灌入，而花岗质岩浆的流动又导致镁铁质岩墙被分割。因而，同侵入岩墙表明有两种性质不同的岩浆同时存在。如果花岗岩浆进一步发生对流，这些藕断丝连的岩墙就会被分割为大小不等的包体而失去岩墙的宏观形态。同侵入岩墙一般具有微粒结构，岩墙与寄主花岗岩具有平衡的矿物组合。由于花岗岩体内部的活动性比边部强，因此，侵位在花岗岩体边部的岩墙形态较为完整，而侵位在仍具活动性的花岗岩体内部的岩墙，则会随着主岩的流动而被分割、分解甚至发生两种岩浆的完全混合。在秘鲁、美国西部的花岗岩体中，同深成岩墙常见。同侵入岩墙的研究对于理解岩浆房动力学（包括长英质和镁铁质岩浆之间的反应、混合作用，岩浆房晚期热量恢复，火成岩的化学多样性，地球动力学过程和演化的地幔成分）（Wiebe et al.，2004；Barnes et al.2002；Barbarin，2005）及超级大陆的演化历史具有重要作用。

此外，很多花岗岩体还伴随了富闪深成岩（appinites）的产出。这种镁铁质和长英质的岩石组合最早发现于苏格兰的Appin地区（Bailey ＆ Maufe，1916）。富闪深成岩往往呈小的岩床、岩墙或小岩株产于花岗闪长岩体四周，其产状和分布受围岩中断层、节理系统和褶皱轴面控制。最著名的例子是爱尔兰多内加尔侵入岩带西南Ardara岩体周围的富闪深成岩（Pitcher，1993）。富闪深成岩富含角闪石，成分上相当于煌斑岩中的闪辉正煌岩和闪斜煌斑岩（见第十一章），即斑晶为绿色或褐色的自形角闪石，基质由斜长石、钾长石等组成，但岩石的结构和矿物含量变化大，代表性岩石是橄榄二长岩（kentallenite）、角闪橄榄岩（cortlandtite）和角闪石岩（hornblendite），晚期会出现花岗闪长岩和淡色英云闪长岩岩席或岩脉。在Ardara岩体中，镁铁质包体的矿物成分和结构特征变化很大，但其特点完全与岩体周围富闪深成岩相对应。研究表明，富闪深成岩岩浆是在高水压和流体化条件下结晶的，晚期还出现硫化物和碳酸盐组分，表明了挥发分组成的复杂性。因此，富闪深成岩的出现，代表了饱和水的幔源岩浆的存在。这种岩浆可能是由于大洋俯冲板片脱水引起的含金云母的角闪石橄榄岩重熔或流体交代的软流圈地幔部分熔融的产物。

图9－12 大别山梅川岩体中向岩石包体转变中的同侵入镁铁质岩墙