混合的模拟计算问题
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发布时间：2022-05-05 02:40
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时间：2022-06-28 16:58
地球化学研究混合作用一个重要的方法是模拟计算不同端元岩浆混合的比例。有人认为，花岗岩中不同样品Nd－Sr同位素（和其他微量元素）的变化是有规律可循的，是不同端元物质按照不同比例混合形成的，其中可以找到一个或两个初始的端元组分，如图12.5所示，是常见的花岗岩混合成因解释图。例如一个花岗岩体如果有辉长岩出现（如果没有辉长岩，则从所有样品中选择SiO2含量最低样品作为端元组分），则推测辉长岩可能是底侵的，可能是花岗岩与之混合的端元组分。而另一个端元要么选样品中SiO2含量最高的，要么选该区古老下地壳的平均成分或平均的TTG成分或文献中常用的由Jahn et al.（1999）厘定的华北下地壳和上地壳、扬子下地壳和上地壳Nd－Sr同位素范围。于是，按照所研究地区样品在Sr－Nd图中的分布将基性端元和酸性（或下地壳）端元连成一条曲线，按照某些文献给出的混合比例，就计算出了某某花岗岩混合的程度（图12.5）。如果有些样品偏离了该曲线，就加一个AFC演化线，甚至还可以计算出AFC的比例，似乎解释就园满了，而不顾这样的解释是否有道理、有依据。有人已经对这种研究方法提出异议（Robert and Clemens，1995），我们认为，上述思路和方法至少存在下面几个问题：
（1）源区端元组分的估计是否可靠？一个花岗岩来自下地壳底部，推测有玄武质岩浆底侵是可以理解的，但是，花岗岩与之混合的玄武岩端元是什么并不清楚，侵入上来的基性岩浆未必是其端元，没有上来的基性岩浆未必不是其端元。
（2）基性岩浆最容易发生结晶分离作用，我们在地表所见的基性岩大多是经历了结晶分离作用的产物（如MORB和*溢流玄武岩，详见第13章），尤其当其在下地壳底部滞留形成具一定规模的岩浆房时。因此，很难确定在花岗岩中或与花岗岩相伴的基性岩是否原始岩浆，是否可以作为端元组分？
（3）由于基性岩浆在下地壳底部滞留期间可能与陆壳发生过混合作用，岩浆上升时也可能与陆壳发生过物质交换作用，因此，野外所见的辉长岩的地球化学成分和同位素组成多多少少发生了变化，是否能够代表端元组成并不清楚。
（4）许多文章对基性端元还认真讨论一番，对于地壳端元则很少讨论，往往一带而过，也不论这样的选择道理何在。这样的计算有什么意义？我们常说，差之毫厘，失之千里。这样的计算又何止失之千里了。
（5）二元混合模式的假定是否可信？二元混合模式是一种简单化的表述，实际情况可能要复杂得多，对于一个有相当规模的花岗岩体来说，它肯定是多源的，二元混合的可能性很小。
（6）花岗岩成分的变化是显而易见的，问题是这种变化的原因是什么？我们已经指出，花岗岩混合的可能性是很小的，不可能主宰花岗岩成分变化的主因。我们认为，所有花岗岩，尤其大的花岗岩基成分的变化主要取决于源区的组成（见本书第15章）。对于花岗岩来说，源岩组成是第一位重要的，混合的作用十分有限。而上述计算不考虑主要因素，只津津乐道于次要因素或将其提升为主要因素，是不符合实际的。
（7）图12.5传达的一个基本思路，一个前提（不论你是否意识到这一点）是：花岗质岩浆原先是均匀的，我们现在看到的花岗岩的不均匀、不协调，是由于混合作用造成的。而我们认为，花岗岩现在的不均匀的状况主要是从源区带来的，是源区熔融不均一性的反映，并非后来混合形成的。因此，混合计算的方法犯了本末倒置的错误。
