岩浆混合作用是造成火成岩复杂性和多样性的重要原因(李昌年，2002；邓晋福等，2004)，同时也为探索地壳演化、壳幔相互作用提供了重要线索(王涛，2000；李昌年，2002；莫宣学，2011；莫宣学等, 2002, 2006, 2007；Sklyarov and Johnston, 2006)。岩相学标志是识别岩浆混合的最直接、最重要的证据(莫宣学等, 2002, 2006, 2007；王晓霞等，2002；马铁球等，2005)，而来自于岩浆混合成因的岩体中的寄主岩石、幔源包体及基性岩墙的精确同位素定年则可以提供重要的年代学证据(莫宣学等, 2002, 2006, 2007)。

夏尔莆岩体(又称克拉玛依北岩体：金成伟和张秀棋，1993；李辛子等，2004；或克拉玛依岩体：杨富贵等, 1998, 1999a, b ；高山林等，2006；苏玉平等，2006)是达尔布特构造带中最受关注的岩体之一，金成伟和张秀棋(1993) 认为是其母岩浆源于壳-幔过渡带；杨富贵等(1998, 1999a)认为是壳源岩浆在形成过程中发生了幔源岩浆的混合作用；苏玉平等(2006) 认为是由洋壳和岛弧建造组成的年轻地壳部分熔融和分离结晶作用的产物。我们在3条剖面实测以及详细的1∶5万区域地质填图过程中，在该岩体中发现了岩浆混合岩和大量的微细粒镁铁质包体以及中-基性岩墙，确认其为一典型的岩浆混合花岗岩体。其岩浆混合的岩相学(康磊等，2009；张兵等，2009)岩石化学(张洪伟等，2011)和地球化学(何晓刚等，2011)等已有专文讨论。本文对该岩体中的寄主岩石、幔源包体及中基性岩墙进行了锆石U-Pb测年工作，进一步证实三者成岩年龄相同，为同一岩浆事件的产物，从而为研究达尔布特深大断裂壳-幔相互作用和地壳生长方式提供重要的信息。

1 岩体地质特征、岩浆混合作用的野外证据及岩相学和矿物学标志

夏尔莆岩体距克拉玛依市西北约7km，位于达尔布特断裂东南侧约4km处。该岩体出露面积约310km²，整体呈长条-椭圆状，其走向与大断裂方向基本一致(图 1)。岩体侵入于石炭纪地层中，与围岩多为港湾状外侵接触，主要由寄主岩石、微粒镁铁质包体和中基性岩墙群三部分组成(康磊等，2009；张兵等，2009)。

①新疆地质矿产勘查开发局第七地质大队，长安大学地质调查研究院. 2008. 新疆托里科尔巴依·野马井地区1∶5区域地质矿产调查报告

寄主岩石的岩石类型主要包括(石英)闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩，以中粗粒结构为主，不同岩石类型之间均为渐变过渡的涌动接触关系。该岩体局部在米级范围内，发育不均匀条带，这种现象被认为是由条带状流动的基性岩浆与酸性岩浆不同比例混合的结果(Barbarin，1999；王涛，2000)。岩石整体色率不均，暗色矿物相对集中区呈云雾状和不规则斑纹状。色率越暗区，包体越发育，寄主岩石中暗色矿物集合体也越多，并与“被打碎的包体”密切共生(康磊等，2009；张兵等，2009)。

岩体局部在米级范围内，发育不均匀条带。是由条带状流动的基性岩浆与酸性岩浆不同比例混合的结果。岩体中有大量岩浆混合的证据。最明显的是含有丰富的暗色镁铁质微粒包体(MME)，这些包体是基性岩浆与酸性岩浆混合不完全而残存的基性岩浆团块，因而是岩浆混合作用的有力证据(莫宣学等, 2002, 2006, 2007)。MME包体在岩体主成岩阶段的各类岩石中均有分布，其中二长花岗岩中镁铁质包体分布最少，出露面积仅占整体的0.1%左右，分布零星，产状相对紊乱；花岗闪长岩中较发育，出露面积约占整体的10%；(石英)闪长岩中最为发育，分布最多，出露面积达整体的30%左右。很明显，包体越发育的岩石，其基性程度越高，这与经典的岩浆混合花岗岩体中包体分布规律基本相同(莫宣学等，2002；朱金初等，2006)。

MME包体岩性主要为石英闪长岩和闪长玢岩，均具有典型的岩浆结构，如微粒-细粒结构或斑状结构。这些包体大小不一，形态常见椭圆状、浑圆状、透镜状、水滴状、火焰状、不规则状，局部呈残影状，多呈塑性流变外貌。包体常呈成群或成带状分布，各包体带走向有所差异，但大致相同，东侧岩枝中多数包体带走向290°～335°，西侧岩枝略偏西，多数270°～290°。总体上，包体长轴方向基本与带状延伸方向一致，与寄主岩体的原生流动面理及线理一致。在包体及其与寄主岩石混合带中各种主要矿物边缘多呈港湾状、锯齿状甚至不规则状的熔蚀结构，寄主岩石中个别石英边缘呈独特的缝合线状。尤其在包体与寄主岩石接触部位，寄主岩石中矿物沿着两者的界限发生熔蚀，且附近熔蚀结构十分发育。根据野外观察，混合岩浆端员的混合程度越强烈，包体越偏酸性，其中石英、斜长石等浅色矿物含量增多，角闪石等暗色矿物含量降低，包体颜色变浅。当包体与寄主岩石呈渐变过渡接触关系时，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。包体发育斜长石捕虏晶。普遍发育熔蚀环带，个别呈浑圆状外形，包体中斜长石斑晶和岩浆捕虏体分别与寄主岩石中斜长石和岩石矿物组合的特征相同。MME包体与花岗质寄主岩的接触界限有突变和渐变两类，取决于两种参加混合的岩浆发生接触时的温度和流变学性质反差的大小(莫宣学等, 2002, 2006, 2007)。渐变界线中还见呈外浅内深的“双包体”状的渐变过渡关系，个别还见成迷雾状消失在寄主岩石中。磷灰石在寄主岩石中为短柱状，而在包体中则呈针状(康磊等，2009；张兵等，2009)。

基性岩墙群主要岩性为辉绿岩和少量闪长玢岩，以微细粒结构为主，延伸性较强，个别岩墙延伸可达2km，与寄主岩石一般呈平直的侵入岩墙关系，少量呈楔状，总体上向上分支变细，甚而尖灭，大岩墙末端可分成几个小岩墙，个别被寄主岩石的细脉横切。岩墙一般可见0.5cm左右的冷凝边，局部围岩具挤压片理化构造，说明岩浆侵位与张裂隙形成时间比较接近，并且岩浆以主动方式侵入。特别是有的具斜长石斑晶，呈熔蚀的港湾状，有角闪石反应边，与周围结构明显不协调，这种斑晶可能为来自寄主岩石而未完全熔蚀的捕虏斑晶。岩墙群与微细粒镁铁质包体紧密共生。从整体看，夏尔莆岩体东侧岩枝两者均发育，西侧岩枝由北向南随着微细粒镁铁质包体逐渐减少中基性岩墙也越来越不发育；从局部看，岩墙周围微细粒镁铁质包体数量较其他部位明显较多。此外，岩墙延伸方向为290°～310°，包体带走向为270°～335°，两者显示的定向性基本一致。这种定向现象是基性岩浆在塑性状态下运移及就位时，两者受同一期构造作用的结果。有的岩墙群中具斜长石捕虏晶，粒度为岩墙岩石粒度的2～3个数量级，呈熔蚀的港湾状，发育角闪石反应边，与周围结构明显不协调(但与微细粒镁铁质包体中的捕虏晶极相似)，应是来自寄主岩石而未完全熔蚀的捕虏斑晶(李辛子等，2004)。捕虏晶的存在表明岩墙上侵时寄主岩石未完全冷凝，寄主岩石中的斜长石晶体进入了热的基性岩浆中。另外，中基性岩墙中还发育具塑性变形的椭圆状寄主岩石捕虏体，而寄主岩石中又有基性岩墙的捕虏岩块(康磊等，2009；张兵等，2009)。

镜下观察，在包体及其与寄主岩石混合带中各种主要矿物边缘多呈港湾状、锯齿状甚至不规则状的熔蚀结构，寄主岩石中个别石英边缘呈独特的缝合线状。尤其在包体与寄主岩石接触部位，寄主岩石中矿物沿着两者的界限发生熔蚀，且附近熔蚀结构十分发育。

在包体及其与寄主岩石混合带中斜长石异常环带均有发育，其中包体中多出现在捕虏晶中，由两部分组成。核幔部为偏酸性长石，成分相对均一，边部与正常环带结构一致，两者界线清晰，边部内侧明显较核幔部外侧偏基性。寄主岩石和包体中具异常环带的斜长石基本结构相同，只是包体中斜长石的核部边缘常被熔蚀呈锯齿状或不规则状，这是由于已结晶的斜长石掉进热的基性岩浆中发生边部熔融的缘故。而寄主岩石受基性岩浆影响相对较小，核部边缘较整齐。

岩浆混合作用还有其它一些标志。如，在包体及其与寄主岩石混合带中不平衡矿物共生结构均发育。寄主岩石中角闪石或黑云母中发育长石和石英包体，包体角闪石、黑云母中也发育斜长石。又如岩浆混合作用产生岩浆岩系列的哈克图解，常呈直线分布趋势(莫宣学等，2007)，这已被大量岩石化学和地球化学相关哈克图解证实(张洪伟等，2011；何晓刚等，2011)。

磷灰石在寄主岩石和包体中形态具有明显的不同。在寄主岩石中磷灰石通常呈柱状，在包体中则呈很长的细针状，长宽比达十几倍甚至几十倍，且可同时穿过不同矿物颗粒的晶体。

2 采样及分析方法

用于LA-ICP-MS锆石U-Pb测年的3个样品均是在本次实测Ⅶ-Ⅶ′号剖面中采集的。

06TWⅦ-10号样品采于寄主岩石中，采样点坐标为E84°42′51″，N45°50′19″。岩性为黑云母花岗闪长岩，中粒半自形粒状结构，块状构造。主要矿物粒径多为2～5mm。斜长石50%～55%，普通角闪石5%，黑云母3%～5%，石英20%，钾长石15%～20%，辉石少量。

06TWⅦ-2号样品采于微细粒镁铁质包体中，采样点坐标为E84°42′32″，N 45°53′11″；岩性为微细粒辉长闪长岩，斑状结构，基质为半自形微细粒结构，块状构造。斑晶斜长石为板条状，平均1.2×1.5mm，含量约55%，基质中斜长石为长条状0.05×0.25mm，普通角闪石他形填隙于斜长石中，含量约25%～30%，辉石短柱状，含量约15%，岩石中见形态不规则状，熔蚀边和交代构造发育的少量钾长石、石英和黑云母等捕虏晶。见针状磷灰石，少数锆石中见有暗色边，另见港湾状熔蚀边。

06TWⅦ-11号样品采于辉绿岩墙中，采样点坐标为E84°43′09″，N 45°51′22″，岩性为辉绿(玢)岩，含斑结构，基质微细粒结构，块状构造。斑晶斜长石为板条状，0.4×3mm，约占的3%，基质中斜长石50%～55%，辉石30%，普通角闪石5%，黑云母少量。偶见港湾状和不规则状石英(捕虏晶)。

样品通过常规的重液浮选和电磁分离初步分选出锆石，在双目镜下挑选出锆石，再制靶、抛光和镀金等后，进行锆石显微照机(反射光和透射光)、扫描电镜阴极发光(CL)显微图像研究。

激光剥蚀电感偶合等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位U-Pb定年在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。实验采用的ICP-MS为美国Agilent公司生产Agilent7500a，激光剥蚀系统为德国MicroLas公司生产GeoLas200 M。激光剥蚀斑束直径为30μm，激光剥蚀样品的深度为20~40μm。锆石年龄采用标准锆石91500作为外部标准物质。元素含量采用NIST SRNI610作为外标。²⁹Si作为内标元素进行校正。样品的同位索比值和元素含量数据处理采用GLITTER(4.0版，Macquarie University)软件，用LAM-ICPMS Connnon Lead Correction(ver3.15)对其进行了普通铅校正，年龄计算及谐和图采用Isoplot(ver3.0)软件。详细的实验原理和流程及仪器参见参考柳小明等(2002) 和袁洪林等(2003) 文献。

3 锆石特征及U-Pb年龄结果

06TWⅦ-10号样品锆石粒度显著大于微细粒镁铁质包体和辉绿岩墙中的锆石，平均约是后两者的3～4倍。多为浅黄色-无色透明，以长柱状为主、样品加工中多碎成半截锥状自形晶体，另有少部分为正方双锥状，晶体长0.6~0.81mm，宽0.1~0.17mm，长宽比为2∶1~5∶1，阴极发光图像表现出典型的岩浆韵律环带和明暗相间的条带结构(图 2)。

06TWⅦ-2号样品粒度细小，以正方双锥状为主，晶体长0.03~0.31mm，宽0.02~0.09mm，长宽比多为2∶1~4∶3，部分锆石中见有暗色边和暗色环带，边部多有港湾状或不规则状的淬火反应边(图 2b)，阴极发光图像中该样锆石极发育典型的岩浆韵律环带。

06TWⅦ-11号样品粒度细小，与前述06TWⅦ-2号样品中的锆石形态较为相似。以正方双锥状为主，晶体长0.03~0.40mm，宽0.04~0.11mm，长宽比多为3∶1~2∶1，该样中的锆石以边部发育港湾状或不规则状的淬火反应边为特征，锆石内部韵律环带极好。

上述锆石阴极发光图像表现出典型的岩浆韵律环带和明暗相间的条带结构，属于岩浆结晶产物(吴元保和郑永飞，2004)。

从样品测得的同位素比值和年龄数据(表 1)可见，寄主岩石、微细粒镁铁质包体和中基性岩墙群中锆石均具有高的Th/U比值(为0.8~2.6，均>0.4)，属于典型岩浆成因锆石的范围(Pidgeon et al., 1998；吴元保和郑永飞，2004)。样品的38个测点的²³²Th含量变化为46.4×10^-6~937×10^-6，²³⁸U含量变化范围较大为60.4×10^-6~981.5×10^-6，且Th、U含量均呈现出较好的正相关关系(图 3)，与典型岩浆锆石特征一致。

寄主岩石黑云母花岗闪长岩06TWⅦ-10号样品13个测点²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄范围为282~305Ma，均分布在谐和曲线附近，构成比较集中的锆石群，年龄为297.6±2.5Ma，MSWD=0.74(95%置信度)(图 4)。

镁铁质包体微细粒辉长闪长岩06TWⅦ-2号样品13个测点²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄谐和性较好，年龄为298.2±8.0Ma，MSWD=1.3(95%置信度)。

辉绿岩墙06TWⅦ-11号样品10个测点的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄范围为275~315Ma，均分布在谐和曲线附近，年龄为298.9±5.0Ma，MSWD=1.9(95%置信度)。

所测锆石的Th、U含量均呈现出良好的正相关关系，Th/U比值属于典型岩浆成因锆石的范围，且3个样品的锆石均发育韵律环带和明暗相间的条带，表明寄主岩石、包体及中基性岩墙的锆石均是从岩浆中结晶的。三者年龄分别为297.6±2.5Ma、298.2±8.0Ma和298.9±5.0Ma(均属于早二叠世)。这3个年龄值在误差范围内基本一致，也与韩宝福等(2006) 曾采用SHRIMP锆石U-Pb测年法，获得该岩体中寄主花岗岩年龄为303Ma，在基性岩墙中获得301Ma的定年结果较为接近。尽管我们的LA-ICP-MS原位U-Pb定年数据普遍较韩宝福等的SHRIMP锆石U-Pb测年均略偏小，可能是两种测试方法各自系统误差或是不同的分析方法造成的，但各自的分析方法获得了寄主岩石和基性岩墙的年龄基本一致这一结论是成立的。

4 讨论与结论

尽管岩相学标志是识别和确定岩浆混合花岗岩成因的最直接、最重要的证据，但利用其寄主岩石、幔源包体及基性岩墙群的精确同位素定年数据则是对岩浆混合证据的重要补充。鉴于多数暗色包体，尤其是基性岩墙中难以获得足量用于U-Pb测年的锆石颗粒，所以，利用岩浆混合花岗岩中三者锆石U-Pb同位素测年数据佐证岩浆混合的文献报导相对较少。莫宣学院士等新近的研究成果为这一方法提供了极好的例证，他们在东昆仑加鲁河岩浆混合花岗岩的寄主岩、暗色镁铁质微粒包体、辉长岩岩墙中获得的锆石SHRIMP 测年数据分别为242±6Ma，241±5Ma和239±6Ma(Liu et al., 2004；莫宣学等，2007)，在南冈底斯曲水北-谢通门的岩浆混合花岗岩中获得寄主岩石、暗色镁铁质微粒包体、辉长岩/辉绿岩岩墙的锆石SHRIMP 测年数据分别为49.3～51.2Ma、49.9～51.1Ma和49.9～51.6Ma(莫宣学，2011)。

本次在夏尔莆岩浆混合花岗岩体的寄主岩、微细粒镁铁质包体和中基性岩墙群中采用LA-ICP-MS方法，获得的锆石U-Pb测年分别为297.6±2.5Ma、298.2±8.0Ma和298.9±5.0Ma，在误差范围内一致，表明三者代表的岩浆成岩事件近同时。因而排除了暗色包体是来源于深部固体变质岩石熔融残留体、浅部围岩捕虏体或基性岩浆在花岗质岩浆固结后才侵入的可能性，也排除了中基性岩墙群是在寄主花岗岩完全固结后沿裂隙贯入的可能性。本文的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据也存在测点少和一定误差，但尽管如此，三者测年结果可以应证它们是同一岩浆事件的产物，为该岩体岩浆混合成因提供了有力地支持。

夏尔莆岩体中丰富的镁铁质微粒包体和基性岩墙群的广泛出露，说明在早二叠世有大量地幔物质以岩浆的形式进入地壳。该岩体普遍富Na₂O(3.84%～4.57%)、贫K₂O(1.83%～2.93%)，尤其高ε_Nd(t)(+6.0～+7.4)和较低的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr的初始值(0.703)等同位素组成(高山林等，2006；苏玉平等，2006；杨富贵等，1998)也说明地幔物质与地壳物质的混合，在花岗岩类的成因中有重要的作用，地幔物质的注入对西准噶尔地壳的形成和演化也有重要的贡献。已有大量的研究成果证实，西准噶尔地区晚古生代发育具幔源岩浆特征的后碰撞花岗岩类，是中亚造山带地壳垂向生长的重要记录(吴福元等，1997；韩宝福等，1998；李宗怀等，2004)。因此，夏尔莆岩体岩浆混合成因也为这一地壳垂向生长记录提供了重要佐证。该岩体岩浆混合成因表明，早二叠世达尔布特深大断裂地壳深部曾发生过强烈的壳幔相互作用。造成了幔源物质加入地壳，记录了西准噶尔地区早二叠世一次重要的地壳垂向生长事件。为探讨西准噶尔乃至中亚造山带显生宙地壳垂向生长机制提供重要信息。

致谢 本文在成文过程中莫宣学院士给予悉心的指导和帮助，并认真审阅和修改了全文，提出了宝贵的意见和建议；两位匿名审稿人认真审阅并提出了具体的修改意见，在此一并深表谢意！