巖漿巖巖石學(xué)13章巖漿巖的共生組合及其形成大地構(gòu)造環(huán)境西北大學(xué)國家級精品課程ppt課件

1、西北大學(xué)國家級精品課程西北大學(xué)國家級精品課程巖漿巖巖石學(xué)巖漿巖巖石學(xué)西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系 主講：賴紹聰教授主講：賴紹聰教授第十三章第十三章 巖漿巖的共生組合及其巖漿巖的共生組合及其構(gòu)成大地構(gòu)造環(huán)境構(gòu)成大地構(gòu)造環(huán)境二十世紀(jì)初期，巖石學(xué)家開場留意到不同類型的火成巖二十世紀(jì)初期，巖石學(xué)家開場留意到不同類型的火成巖具有顯著的地域分布規(guī)律。具有顯著的地域分布規(guī)律。 A.哈克提出大西洋和太平洋巖域哈克提出大西洋和太平洋巖域(Province)的概念的概念 馮馮.沃爾夫根據(jù)大陸玄武巖分布，添加了北極巖套沃爾夫根據(jù)大陸玄武巖分布，添加了北極巖套(Arctic Suite)的概念的概念 1921年尼

2、格里根據(jù)含鉀巖流，又提出了地中海巖套的概年尼格里根據(jù)含鉀巖流，又提出了地中海巖套的概念。然而，這些單純的地理性區(qū)域概念尚未明確地涉及構(gòu)念。然而，這些單純的地理性區(qū)域概念尚未明確地涉及構(gòu)造背景。造背景。1.概述概述 二十世紀(jì)六十年代，隨著板塊學(xué)說的建立，巖漿成因二十世紀(jì)六十年代，隨著板塊學(xué)說的建立，巖漿成因和火成巖成分變化規(guī)律被賦予了全新的地質(zhì)構(gòu)造含義。不和火成巖成分變化規(guī)律被賦予了全新的地質(zhì)構(gòu)造含義。不同火成巖巖石系列與全球構(gòu)造的關(guān)系，也即火成巖組合在同火成巖巖石系列與全球構(gòu)造的關(guān)系，也即火成巖組合在不同地域反復(fù)出現(xiàn)，成分變化和分布規(guī)律與構(gòu)造背景的關(guān)不同地域反復(fù)出現(xiàn)，成分變化和分布規(guī)律與構(gòu)造背

3、景的關(guān)系引起了地學(xué)界的廣泛注重。系引起了地學(xué)界的廣泛注重。 目前，人們曾經(jīng)識別出地球上有三種主要的巖漿系列目前，人們曾經(jīng)識別出地球上有三種主要的巖漿系列。即拉斑玄武質(zhì)、鈣堿質(zhì)及堿質(zhì)系列，每個(gè)系列都由侵位。即拉斑玄武質(zhì)、鈣堿質(zhì)及堿質(zhì)系列，每個(gè)系列都由侵位于地殼中或噴出于其上的一組嚴(yán)密相關(guān)的巖漿巖石組合組于地殼中或噴出于其上的一組嚴(yán)密相關(guān)的巖漿巖石組合組成。當(dāng)用板塊構(gòu)造實(shí)際思索問題時(shí)，人們進(jìn)一步認(rèn)識到這成。當(dāng)用板塊構(gòu)造實(shí)際思索問題時(shí)，人們進(jìn)一步認(rèn)識到這三種巖漿系列以及火成巖石的共生組合有著完全不同的分三種巖漿系列以及火成巖石的共生組合有著完全不同的分布特點(diǎn)。布特點(diǎn)。1.概述概述 Ringwood(

4、1969)提出了按板塊構(gòu)造環(huán)境分類巖漿的意提出了按板塊構(gòu)造環(huán)境分類巖漿的意見，以及巖漿產(chǎn)生與板塊構(gòu)造相互關(guān)系的表示圖見，以及巖漿產(chǎn)生與板塊構(gòu)造相互關(guān)系的表示圖(圖圖1)。 Dikinson(1971)初次提出了初次提出了“巖石構(gòu)造組合巖石構(gòu)造組合(Petrotectonic assembleges)的概念。的概念。 Condie(1976)按照板塊構(gòu)造方式將巖石構(gòu)造組合的概按照板塊構(gòu)造方式將巖石構(gòu)造組合的概念系統(tǒng)化，討論了其成因，并提出了生成環(huán)境可分為板塊念系統(tǒng)化，討論了其成因，并提出了生成環(huán)境可分為板塊邊緣和板塊內(nèi)部兩大類，多數(shù)巖漿都是在板塊邊緣生成的邊緣和板塊內(nèi)部兩大類，多數(shù)巖漿都是在板塊

5、邊緣生成的。它們可以進(jìn)一步細(xì)分為會(huì)聚邊緣，離散邊緣，邊緣盆地。它們可以進(jìn)一步細(xì)分為會(huì)聚邊緣，離散邊緣，邊緣盆地，大洋盆地，裂谷系，克拉通和碰撞帶等不同環(huán)境及其相，大洋盆地，裂谷系，克拉通和碰撞帶等不同環(huán)境及其相應(yīng)的巖石構(gòu)造組合應(yīng)的巖石構(gòu)造組合(表表1)。1.概述概述 80年代以來，把火成巖巖石學(xué)與大地構(gòu)造學(xué)親密結(jié)合年代以來，把火成巖巖石學(xué)與大地構(gòu)造學(xué)親密結(jié)合的研討有了更大的開展，人們系統(tǒng)地總結(jié)了不同的巖漿系的研討有了更大的開展，人們系統(tǒng)地總結(jié)了不同的巖漿系列以及板內(nèi)，邊緣盆地，島孤等各種構(gòu)造環(huán)境的巖漿作用列以及板內(nèi)，邊緣盆地，島孤等各種構(gòu)造環(huán)境的巖漿作用、火成巖組合以及巖漿成因機(jī)制，從而使得火

6、成巖大地構(gòu)、火成巖組合以及巖漿成因機(jī)制，從而使得火成巖大地構(gòu)造學(xué)作為一門新的地質(zhì)學(xué)科日趨完善。造學(xué)作為一門新的地質(zhì)學(xué)科日趨完善。1.概述概述1 1、板內(nèi)巖漿活動(dòng)、板內(nèi)巖漿活動(dòng)1.11.1大陸克拉通區(qū)大陸克拉通區(qū) 在大陸克拉通地域火成巖并不非常在大陸克拉通地域火成巖并不非常發(fā)育。大陸克拉通區(qū)發(fā)現(xiàn)的火成巖大發(fā)育。大陸克拉通區(qū)發(fā)現(xiàn)的火成巖大多呈小型的侵入雜巖體、巖墻、巖床多呈小型的侵入雜巖體、巖墻、巖床、火山頸、巖管或、火山頸、巖管或( (少數(shù)情況下少數(shù)情況下) )呈小呈小的火山區(qū)出現(xiàn)。的火山區(qū)出現(xiàn)。 火成巖成分變化比洋殼區(qū)要復(fù)雜得火成巖成分變化比洋殼區(qū)要復(fù)雜得多。多。 普通以為，大陸克拉通火成巖能

7、夠普通以為，大陸克拉通火成巖能夠與某種板內(nèi)拉張性構(gòu)造環(huán)境有關(guān)，但與某種板內(nèi)拉張性構(gòu)造環(huán)境有關(guān)，但現(xiàn)實(shí)上很多地域尚不能認(rèn)定它們與構(gòu)現(xiàn)實(shí)上很多地域尚不能認(rèn)定它們與構(gòu)造之間確實(shí)切關(guān)系。造之間確實(shí)切關(guān)系。 有些沒有明顯構(gòu)造痕跡的地域，巖有些沒有明顯構(gòu)造痕跡的地域，巖漿活動(dòng)往往歸因于和地下的熱點(diǎn)或地漿活動(dòng)往往歸因于和地下的熱點(diǎn)或地幔上升的熱柱有關(guān)。幔上升的熱柱有關(guān)。 大陸板塊內(nèi)火成巖主要有：金伯利巖、堿性巖大陸板塊內(nèi)火成巖主要有：金伯利巖、堿性巖( (高鉀巖高鉀巖系系) )、高原溢流玄武巖以及火成碳酸鹽四種組合類型。、高原溢流玄武巖以及火成碳酸鹽四種組合類型。 金伯利巖最集中的地域是西伯利亞和南非。金伯

8、利巖最集中的地域是西伯利亞和南非。 由于定位快，它們普通沒有經(jīng)過結(jié)晶分異作用，不能由于定位快，它們普通沒有經(jīng)過結(jié)晶分異作用，不能構(gòu)成巖系。但南非曾有過分異金伯利巖的報(bào)導(dǎo)。構(gòu)成巖系。但南非曾有過分異金伯利巖的報(bào)導(dǎo)。 至今還未發(fā)現(xiàn)過噴發(fā)的金伯利巖，但坦桑尼亞有類似至今還未發(fā)現(xiàn)過噴發(fā)的金伯利巖，但坦桑尼亞有類似于金伯利巖的熔巖。于金伯利巖的熔巖。 與金伯利巖有關(guān)的碳酸巖那么常呈熔巖或凝灰?guī)r噴出與金伯利巖有關(guān)的碳酸巖那么常呈熔巖或凝灰?guī)r噴出。1.11.1大陸克拉通區(qū)大陸克拉通區(qū) 過去以為和金伯利巖有關(guān)的碳酸巖和蛇紋巖是后期蝕過去以為和金伯利巖有關(guān)的碳酸巖和蛇紋巖是后期蝕變結(jié)果變結(jié)果 ，如今以為至少有一

9、部分是由于高堿巖漿富含，如今以為至少有一部分是由于高堿巖漿富含CO2CO2及及H2OH2O流體的不混熔分別產(chǎn)物。流體的不混熔分別產(chǎn)物。 有時(shí)由于壓力變化，金伯利巖巖漿中釋放出部分有時(shí)由于壓力變化，金伯利巖巖漿中釋放出部分CO2CO2及及CaOCaO，可以構(gòu)成一套黃長玄武巖及含鈣鎂橄欖石的巖石，可以構(gòu)成一套黃長玄武巖及含鈣鎂橄欖石的巖石，有時(shí)有黃長煌斑巖。，有時(shí)有黃長煌斑巖。 碳酸巖經(jīng)常與堿性巖如磷霞巖、霓霞巖、霓霞鈉輝巖碳酸巖經(jīng)常與堿性巖如磷霞巖、霓霞巖、霓霞鈉輝巖、鈦鐵霞輝巖等共生，但并非一切堿性巖都伴有碳酸巖。、鈦鐵霞輝巖等共生，但并非一切堿性巖都伴有碳酸巖。 金伯利巖和碳酸巖多集中于裂谷

10、附近或裂谷系中，有金伯利巖和碳酸巖多集中于裂谷附近或裂谷系中，有的在破裂的陸緣，如東非裂谷、貝加爾裂谷、阿爾丹穹曲的在破裂的陸緣，如東非裂谷、貝加爾裂谷、阿爾丹穹曲、萊茵地塹、巴西海岸等地。、萊茵地塹、巴西海岸等地。1.11.1大陸克拉通區(qū)大陸克拉通區(qū)大陸區(qū)的高鉀巖系很難說和什么構(gòu)造環(huán)境有關(guān)大陸區(qū)的高鉀巖系很難說和什么構(gòu)造環(huán)境有關(guān)(Kent等，等，1992)。西澳大利亞的金云白榴巖過去歸之為白榴石玄武巖或金西澳大利亞的金云白榴巖過去歸之為白榴石玄武巖或金伯利巖一類。伯利巖一類。東非裂谷西部的高堿巖系是高鉀熔巖最集中地域，巖石東非裂谷西部的高堿巖系是高鉀熔巖最集中地域，巖石包括暗橄白榴巖、白橄包

11、括暗橄白榴巖、白橄 黃長巖、部分也有碳酸巖熔巖和凝黃長巖、部分也有碳酸巖熔巖和凝灰?guī)r?；?guī)r。意大利羅曼省和西班牙南部的高鉀巖系在構(gòu)造位置上屬意大利羅曼省和西班牙南部的高鉀巖系在構(gòu)造位置上屬于聚斂板塊邊緣，位于本尼奧夫帶上。于聚斂板塊邊緣，位于本尼奧夫帶上。在東非裂谷經(jīng)過肯尼亞穹隆地帶，早中新世開場有大的在東非裂谷經(jīng)過肯尼亞穹隆地帶，早中新世開場有大的中心式噴發(fā)，噴發(fā)產(chǎn)物有霞石巖、暗霞石巖熔巖、火山碎中心式噴發(fā)，噴發(fā)產(chǎn)物有霞石巖、暗霞石巖熔巖、火山碎屑巖加少量碧玄巖、玄武巖、響巖和粗面巖。屑巖加少量碧玄巖、玄武巖、響巖和粗面巖。1.11.1大陸克拉通區(qū)大陸克拉通區(qū)大陸上的高原玄武巖或洪流玄武巖屬

12、拉斑玄武巖系，有大陸上的高原玄武巖或洪流玄武巖屬拉斑玄武巖系，有的含有大量流紋巖夾層的含有大量流紋巖夾層(如印度德干如印度德干)。高原玄武巖與構(gòu)造的關(guān)系看來并不一概高原玄武巖與構(gòu)造的關(guān)系看來并不一概南非卡羅、印度德干能夠與顯生宙板塊分別有關(guān)，也能南非卡羅、印度德干能夠與顯生宙板塊分別有關(guān)，也能夠和熱柱活動(dòng)有關(guān)。夠和熱柱活動(dòng)有關(guān)。最老的基維諾玄武巖的構(gòu)造背景至今還無法弄清。最老的基維諾玄武巖的構(gòu)造背景至今還無法弄清。1.11.1大陸克拉通區(qū)大陸克拉通區(qū)新近的研討結(jié)果闡明，在全球范圍內(nèi)雖然各地質(zhì)歷史時(shí)新近的研討結(jié)果闡明，在全球范圍內(nèi)雖然各地質(zhì)歷史時(shí)期都有大陸板內(nèi)巖漿活動(dòng)，但大部分巖漿活動(dòng)發(fā)生在元古

13、期都有大陸板內(nèi)巖漿活動(dòng)，但大部分巖漿活動(dòng)發(fā)生在元古代、中、新生代三個(gè)時(shí)期。代、中、新生代三個(gè)時(shí)期。為什么大陸板內(nèi)巖漿活動(dòng)主要集中在中元古代和中、新為什么大陸板內(nèi)巖漿活動(dòng)主要集中在中元古代和中、新生代呢生代呢? 1.11.1大陸克拉通區(qū)大陸克拉通區(qū) 根據(jù)杜樂天根據(jù)杜樂天(1990)提出的幔汁說和國外學(xué)者提出的地幔提出的幔汁說和國外學(xué)者提出的地幔熱流體說以為，幔汁或地幔熱流體是全球地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的總根熱流體說以為，幔汁或地幔熱流體是全球地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的總根源。源。 在地球演化歷史中，幔汁或熱流體既有聚積期又有發(fā)在地球演化歷史中，幔汁或熱流體既有聚積期又有發(fā)散期，即具有聚積和發(fā)散交替出現(xiàn)的規(guī)律。散期，即具有聚積

14、和發(fā)散交替出現(xiàn)的規(guī)律。 當(dāng)幔汁或地幔熱流體緩慢聚積時(shí)拉張性巖漿作用就很當(dāng)幔汁或地幔熱流體緩慢聚積時(shí)拉張性巖漿作用就很少；當(dāng)幔汁或熱流體聚積到一定程度，即由量變開展到量少；當(dāng)幔汁或熱流體聚積到一定程度，即由量變開展到量變時(shí)，那么以地幔柱、熱羽、熱點(diǎn)的方式從地幔或核幔邊變時(shí)，那么以地幔柱、熱羽、熱點(diǎn)的方式從地幔或核幔邊境大規(guī)模上涌發(fā)散，引起地幔物質(zhì)上隆、巖石圈破裂，沿境大規(guī)模上涌發(fā)散，引起地幔物質(zhì)上隆、巖石圈破裂，沿破裂帶構(gòu)成大量的拉張性板內(nèi)克拉通巖漿巖巖石組合破裂帶構(gòu)成大量的拉張性板內(nèi)克拉通巖漿巖巖石組合 。1.11.1大陸克拉通區(qū)大陸克拉通區(qū) 從板塊構(gòu)造的角度來調(diào)查火成巖組合與構(gòu)造背景的關(guān)從板

15、塊構(gòu)造的角度來調(diào)查火成巖組合與構(gòu)造背景的關(guān)系，大洋地域似乎比大陸地域更顯出規(guī)律性。系，大洋地域似乎比大陸地域更顯出規(guī)律性。 大洋殼范圍內(nèi)的巖漿噴發(fā)是少量的，這種噴發(fā)由火山大洋殼范圍內(nèi)的巖漿噴發(fā)是少量的，這種噴發(fā)由火山島和洋底火山顯示出來島和洋底火山顯示出來 它們有兩種根本產(chǎn)狀，火山島鏈和孤立火山。它們有兩種根本產(chǎn)狀，火山島鏈和孤立火山。 夏威夷群島、澳特臘爾馬紹爾吉爾伯特群島是典夏威夷群島、澳特臘爾馬紹爾吉爾伯特群島是典型的火山島鏈。型的火山島鏈。 火山鏈能夠是當(dāng)大洋巖石圈在地幔柱火山鏈能夠是當(dāng)大洋巖石圈在地幔柱(熱點(diǎn)熱點(diǎn))上運(yùn)移時(shí)上運(yùn)移時(shí)，由地幔柱，由地幔柱(熱點(diǎn)熱點(diǎn))產(chǎn)生的，地幔柱內(nèi)或地幔

16、柱上面產(chǎn)生的產(chǎn)生的，地幔柱內(nèi)或地幔柱上面產(chǎn)生的巖漿噴發(fā)出來構(gòu)成了海山和島鏈巖漿噴發(fā)出來構(gòu)成了海山和島鏈(圖圖2)。1.2 大洋板塊大洋板塊 上地幔柱上地幔柱(熱點(diǎn)熱點(diǎn))構(gòu)成的玄武質(zhì)原始巖漿，其化學(xué)成分構(gòu)成的玄武質(zhì)原始巖漿，其化學(xué)成分主要取決于以下要素：主要取決于以下要素： a.地幔源區(qū)的物質(zhì)組成和礦物組合；地幔源區(qū)的物質(zhì)組成和礦物組合； b.源區(qū)物質(zhì)部分熔融的程度和部分熔融的機(jī)理；源區(qū)物質(zhì)部分熔融的程度和部分熔融的機(jī)理； c.巖漿分異的深度。巖漿分異的深度。1.2 大洋板塊大洋板塊 其構(gòu)成過程可用雙層地幔的簡要方式來加以概括其構(gòu)成過程可用雙層地幔的簡要方式來加以概括(圖圖3)。該方式展現(xiàn)一種雙

17、層地幔構(gòu)造。洋島玄武巖原始巖漿來。該方式展現(xiàn)一種雙層地幔構(gòu)造。洋島玄武巖原始巖漿來源于下層地幔，下層地幔由再循環(huán)爬升洋殼和近原始地幔源于下層地幔，下層地幔由再循環(huán)爬升洋殼和近原始地?；旌隙桑簧蠈拥蒯樘潛p的軟流圈地幔，它是洋中脊拉混合而成；上層地幔為虧損的軟流圈地幔，它是洋中脊拉斑玄武巖原始巖漿的來源區(qū)；底劈上隆由上下地幔層的邊斑玄武巖原始巖漿的來源區(qū)；底劈上隆由上下地幔層的邊境附近開場產(chǎn)生，部分熔融作用也同時(shí)發(fā)生。而上隆體附境附近開場產(chǎn)生，部分熔融作用也同時(shí)發(fā)生。而上隆體附近的虧損地幔也將產(chǎn)生部分熔融，這兩種部分熔融的產(chǎn)物近的虧損地幔也將產(chǎn)生部分熔融，這兩種部分熔融的產(chǎn)物能夠發(fā)生巖漿混協(xié)作

18、用，最后巖漿噴出構(gòu)成洋島能夠發(fā)生巖漿混協(xié)作用，最后巖漿噴出構(gòu)成洋島(海山海山)火火山巖，在中脊區(qū)那么構(gòu)成洋脊拉斑玄武巖。不同的是，在山巖，在中脊區(qū)那么構(gòu)成洋脊拉斑玄武巖。不同的是，在中脊區(qū)，虧損地幔熔融物占有更為重要的位置。中脊區(qū)，虧損地幔熔融物占有更為重要的位置。1.2 大洋板塊大洋板塊 洋島洋島(海山海山)火山巖主要是拉斑玄武巖巖漿的產(chǎn)物，它火山巖主要是拉斑玄武巖巖漿的產(chǎn)物，它是由大量拉斑玄武巖和較少的堿性巖組成。是由大量拉斑玄武巖和較少的堿性巖組成。 夏威夷群島的火山巖中，拉斑玄武巖占夏威夷群島的火山巖中，拉斑玄武巖占85%，其它為，其它為中性及酸性巖、堿性玄武巖和更少的更為堿性的基性巖

19、。中性及酸性巖、堿性玄武巖和更少的更為堿性的基性巖。 冰島的火山巖也屬拉斑玄武巖系，但分異產(chǎn)物比夏威冰島的火山巖也屬拉斑玄武巖系，但分異產(chǎn)物比夏威夷的多，這里還有流紋巖及火山碎屑巖，同時(shí)還有堿性玄夷的多，這里還有流紋巖及火山碎屑巖，同時(shí)還有堿性玄武巖。武巖。 洋島玄武巖含洋島玄武巖含K2O、TiO2、P2O5高，大離子半徑的高，大離子半徑的不相容元素包括輕稀土元素在內(nèi)都比洋中脊玄武巖高。不相容元素包括輕稀土元素在內(nèi)都比洋中脊玄武巖高。1.2 大洋板塊大洋板塊 大洋板內(nèi)火山島鏈往往顯示出有規(guī)律的演化歷史，夏大洋板內(nèi)火山島鏈往往顯示出有規(guī)律的演化歷史，夏威夷群島就是一個(gè)實(shí)例。威夷群島就是一個(gè)實(shí)例。

20、 在該地域，一個(gè)特定火山的最老的巖石均為橄欖拉斑在該地域，一個(gè)特定火山的最老的巖石均為橄欖拉斑玄武巖，隨后富鐵石英拉斑玄武巖的豐度增大，最后是少玄武巖，隨后富鐵石英拉斑玄武巖的豐度增大，最后是少量的堿性玄武巖量的堿性玄武巖(及其分異物及其分異物)。 這種事件順序用熱點(diǎn)方式最容易解釋。這種事件順序用熱點(diǎn)方式最容易解釋。 在熱點(diǎn)方式中，以為那些早期的巖漿活動(dòng)反映了在地在熱點(diǎn)方式中，以為那些早期的巖漿活動(dòng)反映了在地幔熱柱中或其上面的廣泛熔融作用。隨著火山在熱點(diǎn)上的幔熱柱中或其上面的廣泛熔融作用。隨著火山在熱點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)，少量巖漿到達(dá)地表，以及淺處，分別結(jié)晶作用變得運(yùn)動(dòng)，少量巖漿到達(dá)地表，以及淺處，分別

21、結(jié)晶作用變得更占優(yōu)勢，產(chǎn)生較多的石英拉斑玄武巖。更占優(yōu)勢，產(chǎn)生較多的石英拉斑玄武巖。 隨著火山趨近地幔柱的邊緣，等溫線下降，熔融作用隨著火山趨近地幔柱的邊緣，等溫線下降，熔融作用的深度及程度減小，結(jié)果產(chǎn)生小體積的堿性玄武巖。的深度及程度減小，結(jié)果產(chǎn)生小體積的堿性玄武巖。1.2 大洋板塊大洋板塊2 離散型板塊邊緣巖漿活動(dòng)離散型板塊邊緣巖漿活動(dòng)2.1 大洋中脊巖漿活動(dòng)大洋中脊巖漿活動(dòng) 大洋中脊是最重要的離散型板塊邊大洋中脊是最重要的離散型板塊邊緣，是大洋區(qū)中最大量的火成巖產(chǎn)生緣，是大洋區(qū)中最大量的火成巖產(chǎn)生地，也是洋殼產(chǎn)生的地方，洋底不斷地，也是洋殼產(chǎn)生的地方，洋底不斷在中脊處構(gòu)成，而后運(yùn)移到大洋

22、各外在中脊處構(gòu)成，而后運(yùn)移到大洋各外。 大洋中脊以產(chǎn)生拉斑玄武巖和缺乏大洋中脊以產(chǎn)生拉斑玄武巖和缺乏安山巖為特征，這種拉斑玄武巖，通安山巖為特征，這種拉斑玄武巖，通常稱為洋脊拉斑玄武巖常稱為洋脊拉斑玄武巖(MORBmid ocean ridge basalt)。 板塊擴(kuò)張引起的壓力釋放將產(chǎn)生巖板塊擴(kuò)張引起的壓力釋放將產(chǎn)生巖漿，沿洋中脊，地震活動(dòng)產(chǎn)生于較淺漿，沿洋中脊，地震活動(dòng)產(chǎn)生于較淺的深度上，而察看到的熱流卻很高，的深度上，而察看到的熱流卻很高，闡明該區(qū)貧堿的拉斑質(zhì)玄武巖漿產(chǎn)生闡明該區(qū)貧堿的拉斑質(zhì)玄武巖漿產(chǎn)生于較淺的深度位置上于較淺的深度位置上(Jokat等，等，1992)。 洋中脊缺乏安山

23、巖的緣由可歸結(jié)如下：洋中脊缺乏安山巖的緣由可歸結(jié)如下： (1)(1)沒有爬升作用發(fā)生，因此也沒有水份帶入上地幔。沒有爬升作用發(fā)生，因此也沒有水份帶入上地幔。 (2)(2)由于地殼較薄，沿中脊的一些擴(kuò)張裂隙不能阻止水由于地殼較薄，沿中脊的一些擴(kuò)張裂隙不能阻止水份的散失，因此水壓很低，缺乏以產(chǎn)生安山質(zhì)巖漿。份的散失，因此水壓很低，缺乏以產(chǎn)生安山質(zhì)巖漿。 洋脊巖石中洋脊巖石中Fe3+/Fe2+Fe3+/Fe2+低的緣由能夠正在于此低的緣由能夠正在于此即低水即低水壓呵斥低氧逸度。壓呵斥低氧逸度。 因此，圍繞洋脊產(chǎn)生的巖漿活動(dòng)是無水的。因此，圍繞洋脊產(chǎn)生的巖漿活動(dòng)是無水的。 Nicholls Nicho

24、lls和和RingwoodRingwood還以為大洋拉斑玄武巖相當(dāng)于島還以為大洋拉斑玄武巖相當(dāng)于島弧拉斑玄武巖的無水等效物。弧拉斑玄武巖的無水等效物。2.1 2.1 大洋中脊巖漿活動(dòng)大洋中脊巖漿活動(dòng)洋脊拉斑玄武巖主要有以下特征：洋脊拉斑玄武巖主要有以下特征： (1)(1)斑晶或?yàn)殚蠙焓驗(yàn)樾遍L石，或二者兼而有之。基斑晶或?yàn)殚蠙焓驗(yàn)樾遍L石，或二者兼而有之?；|(zhì)礦物是橄欖石、斜長石、單斜輝石和鐵礦物，常含有玻質(zhì)礦物是橄欖石、斜長石、單斜輝石和鐵礦物，常含有玻璃質(zhì)及結(jié)晶的礦物雛晶。璃質(zhì)及結(jié)晶的礦物雛晶。 (2)(2)低鉀低鉀(K2O0.4%)(K2O0.4%)高鈦高鈦(TiO2(TiO2為為0.7

25、-2.3%)P2O50.7-2.3%)P2O5含量低含量低(0.25%), (FeO + Fe2O3 ) / MgO = 0.7-2.2(5%);K2O/Na2O高，當(dāng)高，當(dāng)SiO2約約50%時(shí)，時(shí)，0.6;SiO2約約55%時(shí)，時(shí)，1.0。在。在SiO2-K2O圖上，低圖上，低SiO2部部分有陡的正傾分有陡的正傾(當(dāng)當(dāng)SiO2=45-57%時(shí)，斜率時(shí)，斜率57%時(shí)，斜率為時(shí)，斜率為0或負(fù)值或負(fù)值)。富集。富集P、Rb、Sr、Ba、Pb和輕稀土和輕稀土(與與K的富集吻合的富集吻合)，低，低TiO2(0.5)。3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖漿活動(dòng) 島弧火山巖以迸發(fā)相為特征，火山碎屑物質(zhì)體

26、積可占島弧火山巖以迸發(fā)相為特征，火山碎屑物質(zhì)體積可占整個(gè)火山巖體積的整個(gè)火山巖體積的80%以上，而洋中脊和大洋島那么要低以上，而洋中脊和大洋島那么要低得多。另處，由火山巖屑、侵入巖及蛻變巖屑構(gòu)成的砂巖得多。另處，由火山巖屑、侵入巖及蛻變巖屑構(gòu)成的砂巖、泥巖經(jīng)常與火山巖互層，這種互層系是識別島弧火山巖、泥巖經(jīng)常與火山巖互層，這種互層系是識別島弧火山巖系重要標(biāo)志之一。系重要標(biāo)志之一。 爬升帶的巖漿巖，自海溝向大陸方向，經(jīng)常具有明顯爬升帶的巖漿巖，自海溝向大陸方向，經(jīng)常具有明顯的程度分帶性的程度分帶性(圖圖9)。普通均隨與海溝軸間隔的添加，依次。普通均隨與海溝軸間隔的添加，依次分布為拉斑系列、鈣堿系

27、列和堿性系列。這種隨著與海溝分布為拉斑系列、鈣堿系列和堿性系列。這種隨著與海溝軸的間隔和爬升帶深度的添加，火山巖成分有規(guī)律的變化軸的間隔和爬升帶深度的添加，火山巖成分有規(guī)律的變化叫做成分的極性，它可指示爬升帶傾斜的方向。叫做成分的極性，它可指示爬升帶傾斜的方向。3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖漿活動(dòng) 在火山巖成分極性中，最有指表示義的是當(dāng)在火山巖成分極性中，最有指表示義的是當(dāng)SiO2含量含量一定時(shí)，一定時(shí)，K2O隨爬升帶深度隨爬升帶深度(h)的增大而添加，的增大而添加，Kh成線成線性正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)性正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)SiO2為為60%時(shí)，這種關(guān)系可表示為時(shí)，這種關(guān)系可表示為(Condie,1

28、973): h=89.3(K2O)-14.3 式中式中K2O為百分含量，為百分含量，h的單位為的單位為公里。公里。 據(jù)此式可估算火山巖對應(yīng)的爬升帶深度。計(jì)算得到拉據(jù)此式可估算火山巖對應(yīng)的爬升帶深度。計(jì)算得到拉斑系列對應(yīng)的爬升帶深度斑系列對應(yīng)的爬升帶深度200公里公里。3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖漿活動(dòng) 島弧火山巖成分變化與地殼厚度的變化也有對應(yīng)關(guān)系島弧火山巖成分變化與地殼厚度的變化也有對應(yīng)關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)SiO2量固定時(shí)，安山巖的量固定時(shí)，安山巖的K2O百分含量與地百分含量與地殼厚度殼厚度(C)成正比。對于成正比。對于SiO2為為60%時(shí)，時(shí)，KC關(guān)系可表示關(guān)系可表示為為

29、(Condie,1973): C=18.2(K2O)+0.45 式中式中K2O為百分含量，為百分含量，C單位為公單位為公里。里。 據(jù)此得出各系列對應(yīng)的地殼厚度是：拉斑系列據(jù)此得出各系列對應(yīng)的地殼厚度是：拉斑系列25公里。公里。3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖漿活動(dòng) 不同爬升帶閉合速率的差別也將引起火山巖成分變化不同爬升帶閉合速率的差別也將引起火山巖成分變化，閉合速率越慢，火山巖愈偏堿性。普通情況下：，閉合速率越慢，火山巖愈偏堿性。普通情況下： 閉合速率為閉合速率為89cm/a的高速組，主要為拉斑或拉斑的高速組，主要為拉斑或拉斑+鈣鈣堿系列；堿系列； 閉合速率為閉合速率為36cm/a的中速

30、組，主要為鈣堿或拉斑的中速組，主要為鈣堿或拉斑+鈣鈣堿系列；堿系列； 閉合速率閉合速率2cm/a的低速組，那么以出現(xiàn)更多的堿性系的低速組，那么以出現(xiàn)更多的堿性系列或以堿性系列為主要特征列或以堿性系列為主要特征(Miyashiro,1975)。3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖漿活動(dòng) 島弧火山活動(dòng)是洋殼板塊爬升作用的結(jié)果。隨著爬升島弧火山活動(dòng)是洋殼板塊爬升作用的結(jié)果。隨著爬升作用的發(fā)生、開展與演化，島弧也將閱歷一個(gè)由不成熟作用的發(fā)生、開展與演化，島弧也將閱歷一個(gè)由不成熟半成熟成熟的演化過程。半成熟成熟的演化過程。 不成熟島弧地殼是薄且鐵鎂質(zhì)的，或者可以以為是一不成熟島弧地殼是薄且鐵鎂質(zhì)的，或

31、者可以以為是一種大洋型地殼；種大洋型地殼； 而成熟島弧的地殼那么是厚且相對偏長英質(zhì)的，可稱而成熟島弧的地殼那么是厚且相對偏長英質(zhì)的，可稱為大陸型地殼；為大陸型地殼； 大陸邊緣火山巖弧大陸邊緣火山巖弧(如如Andes)常具有大陸型地殼，與常具有大陸型地殼，與成熟島弧大陸型地殼類似或更厚。從這個(gè)角度講，它們可成熟島弧大陸型地殼類似或更厚。從這個(gè)角度講，它們可以近似地看作成熟島弧或代表比成熟島弧更高的演化階段以近似地看作成熟島弧或代表比成熟島弧更高的演化階段(Floyd等，等，1992)。3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖漿活動(dòng) 隨著島弧的產(chǎn)生與演化，火山巖逐漸堆積并達(dá)地殼厚隨著島弧的產(chǎn)生與演化

32、，火山巖逐漸堆積并達(dá)地殼厚度，火山巖的平均成分逐漸向長英質(zhì)的和富鉀方向演化，度，火山巖的平均成分逐漸向長英質(zhì)的和富鉀方向演化，火山巖逐漸由拉斑系列為主演化為鈣堿系列為主?；鹕綆r逐漸由拉斑系列為主演化為鈣堿系列為主。 隨著島弧的進(jìn)一步演化，花崗質(zhì)巖石開場產(chǎn)出，花崗隨著島弧的進(jìn)一步演化，花崗質(zhì)巖石開場產(chǎn)出，花崗質(zhì)巖石與蛇綠質(zhì)巖石的比例添加。同時(shí)，鈣堿系列巖石質(zhì)巖石與蛇綠質(zhì)巖石的比例添加。同時(shí)，鈣堿系列巖石/拉拉斑系列巖石的比例也添加。斑系列巖石的比例也添加。 當(dāng)島弧成熟度很高時(shí)，蛇綠巖消逝，而鈣堿系列巖石當(dāng)島弧成熟度很高時(shí)，蛇綠巖消逝，而鈣堿系列巖石/拉班系列巖石比值接近拉班系列巖石比值接近1或更

33、高，并能夠出現(xiàn)高鉀系列或更高，并能夠出現(xiàn)高鉀系列(鉀鉀玄巖玄巖)巖石。巖石。3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖漿活動(dòng) 根據(jù)爬升帶根據(jù)爬升帶(島弧區(qū)島弧區(qū))巖漿活動(dòng)構(gòu)造環(huán)境及巖漿成因差巖漿活動(dòng)構(gòu)造環(huán)境及巖漿成因差別，可將其進(jìn)一步劃分為三種主要的亞類：洋內(nèi)島弧環(huán)境別，可將其進(jìn)一步劃分為三種主要的亞類：洋內(nèi)島弧環(huán)境、活動(dòng)大陸邊緣、活動(dòng)大陸邊緣(邊緣弧邊緣弧)及弧后盆地及弧后盆地(邊緣海盆地邊緣海盆地)。1、洋內(nèi)島弧環(huán)境、洋內(nèi)島弧環(huán)境(Oceanic island arcs)：洋內(nèi)島弧是指大：洋內(nèi)島弧是指大洋巖石圈板塊爬升到另一洋殼板塊之下所構(gòu)成的火山島弧洋巖石圈板塊爬升到另一洋殼板塊之下所構(gòu)成的

34、火山島弧或島鏈，它經(jīng)常被弧后次級海底擴(kuò)張構(gòu)成的邊緣海盆所分或島鏈，它經(jīng)常被弧后次級海底擴(kuò)張構(gòu)成的邊緣海盆所分隔。隔。 洋殼巖石圈爬升作用的產(chǎn)生新的洋殼巖石圈在中脊處洋殼巖石圈爬升作用的產(chǎn)生新的洋殼巖石圈在中脊處構(gòu)成構(gòu)成,巖石圈板塊爬升產(chǎn)生深海溝巖石圈板塊爬升產(chǎn)生深海溝,弧后區(qū)次級地幔對流引弧后區(qū)次級地幔對流引起次級擴(kuò)張中心起次級擴(kuò)張中心,并構(gòu)成邊緣海盆并構(gòu)成邊緣海盆3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖漿活動(dòng)洋殼巖石圈爬升作用的產(chǎn)生新的洋殼巖石圈在中脊處構(gòu)洋殼巖石圈爬升作用的產(chǎn)生新的洋殼巖石圈在中脊處構(gòu)成巖石圈板塊爬升產(chǎn)生深海溝弧后區(qū)次級地幔對流引成巖石圈板塊爬升產(chǎn)生深海溝弧后區(qū)次級地幔對流引

35、起次級擴(kuò)張中心起次級擴(kuò)張中心, ,并構(gòu)成邊緣海盆并構(gòu)成邊緣海盆 當(dāng)洋殼板塊爬升時(shí)，其上層的海洋堆積物常在弧前區(qū)當(dāng)洋殼板塊爬升時(shí)，其上層的海洋堆積物常在弧前區(qū)構(gòu)成一個(gè)增生楔。構(gòu)成一個(gè)增生楔。 通常以為，洋內(nèi)島弧環(huán)境的玄武質(zhì)巖漿活動(dòng)主要與爬通常以為，洋內(nèi)島弧環(huán)境的玄武質(zhì)巖漿活動(dòng)主要與爬升板片之上的地幔楔形區(qū)的部分熔融有關(guān)升板片之上的地幔楔形區(qū)的部分熔融有關(guān)( (圖圖11)11)。 洋殼沿爬升帶產(chǎn)生自綠片巖相角閃巖相榴輝巖相洋殼沿爬升帶產(chǎn)生自綠片巖相角閃巖相榴輝巖相的遞進(jìn)蛻變作用。脫水反響向淺部地幔中釋放出流體的遞進(jìn)蛻變作用。脫水反響向淺部地幔中釋放出流體; ;3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖

36、漿活動(dòng) 在更大的深度上榴輝巖的含水部分熔融產(chǎn)生富水的中在更大的深度上榴輝巖的含水部分熔融產(chǎn)生富水的中性中酸性部分熔融巖漿性中酸性部分熔融巖漿, ,然后它們侵入到地幔楔中。然后它們侵入到地幔楔中。 當(dāng)爬升洋殼進(jìn)入當(dāng)爬升洋殼進(jìn)入80(70)80(70)100km100km深處，洋殼中角閃巖大深處，洋殼中角閃巖大量脫水轉(zhuǎn)變?yōu)槭⒘褫x巖，水進(jìn)入地幔楔引起帶水的部分量脫水轉(zhuǎn)變?yōu)槭⒘褫x巖，水進(jìn)入地幔楔引起帶水的部分熔融，產(chǎn)生含水橄欖拉斑玄武巖漿，它在上升過程中分異熔融，產(chǎn)生含水橄欖拉斑玄武巖漿，它在上升過程中分異出橄欖石、鉻尖晶石，結(jié)果派生出島弧拉斑系列的主要巖出橄欖石、鉻尖晶石，結(jié)果派生出島弧拉斑系列

37、的主要巖石類型玄武安山巖石類型玄武安山巖(SiO2(SiO2為為53%)53%)。3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖漿活動(dòng) 顯然，這種巖漿與洋脊拉斑玄武巖漿類似，在很大程顯然，這種巖漿與洋脊拉斑玄武巖漿類似，在很大程度上都是由于地幔橄欖巖熔融產(chǎn)生的，因此具有類似的稀度上都是由于地幔橄欖巖熔融產(chǎn)生的，因此具有類似的稀土分布型式。土分布型式。 但是，島弧拉斑玄武巖漿的熔融是在含水條件下發(fā)生但是，島弧拉斑玄武巖漿的熔融是在含水條件下發(fā)生的，而與洋脊之下根本是無水條件下發(fā)生的熔融不同，因的，而與洋脊之下根本是無水條件下發(fā)生的熔融不同，因此兩者的元素含量也有區(qū)別。此兩者的元素含量也有區(qū)別。 島弧拉斑

38、玄武巖的島弧拉斑玄武巖的SiO2和和Fe/Mg較高，較高，Cr、Ni較低，較低，可以用低中壓，含水條件下具鉻尖晶石包裹體的橄欖石的可以用低中壓，含水條件下具鉻尖晶石包裹體的橄欖石的充分分解來解釋。充分分解來解釋。3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖漿活動(dòng) 由于較易進(jìn)入角閃石的由于較易進(jìn)入角閃石的K、Rb、Ba、Sr等元素，在角等元素，在角閃石脫水后不易進(jìn)入固相的石榴石、單斜輝石中，因此隨閃石脫水后不易進(jìn)入固相的石榴石、單斜輝石中，因此隨水帶入地幔楔，使產(chǎn)生的巖漿中具有高于洋脊拉斑玄武巖水帶入地幔楔，使產(chǎn)生的巖漿中具有高于洋脊拉斑玄武巖的含量。的含量。 至于島弧拉斑玄武巖比洋脊拉斑玄武巖的至于

39、島弧拉斑玄武巖比洋脊拉斑玄武巖的Ti、Y、Hf和和Zr含量低，那么與榍石能夠是高壓含水條件下地幔或消含量低，那么與榍石能夠是高壓含水條件下地幔或消亡洋殼熔融后的一種剩余礦物有關(guān)，榍石富亡洋殼熔融后的一種剩余礦物有關(guān)，榍石富Ti并易于吸收并易于吸收Y、Hf、和、和Zr及稀土元素。及稀土元素。 另外，另外，Condie(1976)以為，在以為，在100km后，玄武巖輝長巖轉(zhuǎn)變?yōu)槭?，玄武巖輝長巖轉(zhuǎn)變?yōu)槭⒘褫x巖，石英榴輝巖部分熔融構(gòu)成原生的英榴輝巖，石英榴輝巖部分熔融構(gòu)成原生的SiO2中等含量中等含量的熔漿，從的熔漿，從100150km的爬升帶上升的這種的爬升帶上升的這種SiO2中等含中等含量的含

40、水的熔漿進(jìn)入消減帶上面的地幔楔形區(qū)，這種熔漿量的含水的熔漿進(jìn)入消減帶上面的地幔楔形區(qū)，這種熔漿在這樣的深度上與地幔橄欖巖是不能平衡共存的，亦即與在這樣的深度上與地幔橄欖巖是不能平衡共存的，亦即與Ol是不能平衡共存的，因此與是不能平衡共存的，因此與Ol發(fā)生反響構(gòu)成輝石發(fā)生反響構(gòu)成輝石(Ol+富富SiO2液體液體Py)，使橄欖巖轉(zhuǎn)變?yōu)檩x石巖。由于新構(gòu)成的，使橄欖巖轉(zhuǎn)變?yōu)檩x石巖。由于新構(gòu)成的輝石巖的比重小于上覆地幔橄欖巖以及其中隙間液體的存輝石巖的比重小于上覆地幔橄欖巖以及其中隙間液體的存在，使輝石巖具有很大的活動(dòng)性，它從消減帶以底劈方式在，使輝石巖具有很大的活動(dòng)性，它從消減帶以底劈方式上升。上升。

41、安山巖巖漿能夠直接導(dǎo)源于爬升的大洋殼安山巖巖漿能夠直接導(dǎo)源于爬升的大洋殼 含水輝石巖底劈巖塊在上升過程中開場發(fā)生熔融，類含水輝石巖底劈巖塊在上升過程中開場發(fā)生熔融，類似于從上升的地幔橄欖巖底劈巖塊中構(gòu)成玄武巖巖漿的方似于從上升的地幔橄欖巖底劈巖塊中構(gòu)成玄武巖巖漿的方式。在式。在100km深處，輝石巖能夠是含深處，輝石巖能夠是含Ga的，在較淺處的，在較淺處Ga不穩(wěn)定，其組分進(jìn)入輝石固熔體中。對于從不穩(wěn)定，其組分進(jìn)入輝石固熔體中。對于從100150km深處消減帶上升的含水輝石巖底劈巖塊來說：深處消減帶上升的含水輝石巖底劈巖塊來說： 假設(shè)在假設(shè)在10060km發(fā)生部分熔融熔漿的分別構(gòu)成均一發(fā)生部分熔

42、融熔漿的分別構(gòu)成均一的獨(dú)立巖漿，那么具的獨(dú)立巖漿，那么具Ol拉斑玄武巖拉斑玄武巖Q拉斑玄武巖組成；拉斑玄武巖組成； 假設(shè)在假設(shè)在6040km內(nèi)發(fā)生部分熔漿分別，那么構(gòu)成玄武內(nèi)發(fā)生部分熔漿分別，那么構(gòu)成玄武安山巖巖漿；安山巖巖漿； 假設(shè)在假設(shè)在4020km內(nèi)部分熔漿從上升的底劈巖塊中分別內(nèi)部分熔漿從上升的底劈巖塊中分別出去，那么就構(gòu)成安山巖巖漿。出去，那么就構(gòu)成安山巖巖漿。3、弧后盆地、弧后盆地(邊緣海盆邊緣海盆)(backarc basins 或或marginal basins)：弧后：弧后(邊緣邊緣)盆地是半封鎖的盆地，或處在島弧體盆地是半封鎖的盆地，或處在島弧體系之間的一系列小海盆。普通以

43、為它們是弧后區(qū)次級海底系之間的一系列小海盆。普通以為它們是弧后區(qū)次級海底擴(kuò)張的產(chǎn)物擴(kuò)張的產(chǎn)物(圖圖14)。 邊緣海盆能夠有多種成因。但至少其中某些海盆具有邊緣海盆能夠有多種成因。但至少其中某些海盆具有的性質(zhì)所闡明的成因類似于擴(kuò)張洋脊處構(gòu)成大洋巖石圈那的性質(zhì)所闡明的成因類似于擴(kuò)張洋脊處構(gòu)成大洋巖石圈那樣的作用過程。樣的作用過程。 從這些海盆中獲取的拉斑玄武巖類巖石巖石學(xué)和地球從這些海盆中獲取的拉斑玄武巖類巖石巖石學(xué)和地球化學(xué)資料，在常量元素和微量元素、同位素比值方面及方化學(xué)資料，在常量元素和微量元素、同位素比值方面及方式上和規(guī)范成分上都類似洋脊的拉斑玄武巖類。其化學(xué)性式上和規(guī)范成分上都類似洋脊的

44、拉斑玄武巖類。其化學(xué)性質(zhì)多半可歸因于低壓下的分別結(jié)晶作用。它們在成分上的質(zhì)多半可歸因于低壓下的分別結(jié)晶作用。它們在成分上的變化范圍與變化范圍與MORB部分一致。部分一致。3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖漿活動(dòng) 最能夠的成因是橄欖質(zhì)地幔的分別熔融和在緩慢擴(kuò)張最能夠的成因是橄欖質(zhì)地幔的分別熔融和在緩慢擴(kuò)張(半速率半速率12cm/a)巖石圈中的侵位。未必會(huì)是爬升洋殼的巖石圈中的侵位。未必會(huì)是爬升洋殼的熔融，也未必會(huì)和島弧拉斑玄武巖有親緣關(guān)系。熔融，也未必會(huì)和島弧拉斑玄武巖有親緣關(guān)系。 推測邊緣海盆玄武巖化學(xué)上的微小變化是遭到熔融分推測邊緣海盆玄武巖化學(xué)上的微小變化是遭到熔融分別的深度、地幔熔融

45、的范圍或隨后分別結(jié)晶的范圍所控制別的深度、地幔熔融的范圍或隨后分別結(jié)晶的范圍所控制的。普通說，這些玄武巖的演化有點(diǎn)象的。普通說，這些玄武巖的演化有點(diǎn)象MORB；化學(xué)上變；化學(xué)上變化的范圍能夠與海盆下溫度梯度的差別有關(guān)。邊緣海盆作化的范圍能夠與海盆下溫度梯度的差別有關(guān)。邊緣海盆作為地幔分別熔融產(chǎn)生新洋殼的所在地而具有明顯的重要性為地幔分別熔融產(chǎn)生新洋殼的所在地而具有明顯的重要性。在弄清楚造山帶的演化和弄清楚常認(rèn)作為洋殼碎塊的蛇。在弄清楚造山帶的演化和弄清楚常認(rèn)作為洋殼碎塊的蛇綠巖的成因上它們也是重要的。綠巖的成因上它們也是重要的。3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖漿活動(dòng) 弧后擴(kuò)張中心玄武巖地

46、球化學(xué)特征的變化取決于幾個(gè)弧后擴(kuò)張中心玄武巖地球化學(xué)特征的變化取決于幾個(gè)不同的要素，包括部分熔融程度、不同的要素，包括部分熔融程度、PH2O、PO2、地幔源、地幔源區(qū)的均一程度以及巖漿房中高位結(jié)晶分異的程度。區(qū)的均一程度以及巖漿房中高位結(jié)晶分異的程度。 另外，爬升板塊中派生的流體相也能夠是另一重要的另外，爬升板塊中派生的流體相也能夠是另一重要的要素。要素。 就主元素而言，大部分弧后盆地玄武巖都與富集形就主元素而言，大部分弧后盆地玄武巖都與富集形MORB很類似。而痕量元素地球化學(xué)特征變化更為復(fù)雜很類似。而痕量元素地球化學(xué)特征變化更為復(fù)雜，既具，既具M(jìn)ORB的特征同時(shí)又顯示了一定島弧玄武巖的特的特

47、征同時(shí)又顯示了一定島弧玄武巖的特征。征。3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖漿活動(dòng) 這一景象闡明，受爬升影響的部分地幔組分能夠卷入這一景象闡明，受爬升影響的部分地幔組分能夠卷入了弧后盆地?cái)U(kuò)張中心玄武巖巖漿的構(gòu)成過程中，從而使這了弧后盆地?cái)U(kuò)張中心玄武巖巖漿的構(gòu)成過程中，從而使這類玄武巖帶有島弧拉斑玄武巖的烙印。類玄武巖帶有島弧拉斑玄武巖的烙印。 通常，在弧后盆地拉張初期，爬升中派生流體相對巖通常，在弧后盆地拉張初期，爬升中派生流體相對巖漿構(gòu)成的影響最為顯著，隨著盆地的拉開，其影響逐漸減漿構(gòu)成的影響最為顯著，隨著盆地的拉開，其影響逐漸減弱。弱。 弧后區(qū)源區(qū)組分能夠既包括虧損及富橄欖巖的大洋巖弧后

48、區(qū)源區(qū)組分能夠既包括虧損及富橄欖巖的大洋巖石圈，又包含相對富二輝橄欖巖底劈上升的巖石圈地幔石圈，又包含相對富二輝橄欖巖底劈上升的巖石圈地幔(Kaj Hoernle等，等，1993)。3.1 3.1 爬升帶巖漿活動(dòng)爬升帶巖漿活動(dòng)3.2 碰撞帶巖漿活動(dòng)碰撞帶巖漿活動(dòng) 爬升作用進(jìn)一步開展，必定導(dǎo)致島爬升作用進(jìn)一步開展，必定導(dǎo)致島弧與大陸或大陸與大陸的碰撞并構(gòu)成弧與大陸或大陸與大陸的碰撞并構(gòu)成縫合帶或碰撞造山帶?？p合帶或碰撞造山帶。 大陸板塊經(jīng)過陸內(nèi)裂谷陸間裂谷大陸板塊經(jīng)過陸內(nèi)裂谷陸間裂谷大洋擴(kuò)張和大洋裂谷邊緣裂谷大洋擴(kuò)張和大洋裂谷邊緣裂谷大洋盆地爬升作用導(dǎo)致大洋消減和大洋盆地爬升作用導(dǎo)致大洋消減和弧

49、溝系的構(gòu)成弧溝系的構(gòu)成直到碰撞產(chǎn)生縫合帶直到碰撞產(chǎn)生縫合帶和殘留洋盆，構(gòu)成一個(gè)完好的威爾遜和殘留洋盆，構(gòu)成一個(gè)完好的威爾遜旋回。旋回。 碰撞帶以不同的火成巖組合，相對碰撞帶以不同的火成巖組合，相對復(fù)雜的巖石類型為特征。復(fù)雜的巖石類型為特征。 與陸陸碰撞帶有關(guān)的巖漿作用可以分為四個(gè)階段，與陸陸碰撞帶有關(guān)的巖漿作用可以分為四個(gè)階段，每個(gè)階段都包括一個(gè)特征的源區(qū)：每個(gè)階段都包括一個(gè)特征的源區(qū)： 碰撞期前：來源于碰撞以前的火山弧，仍屬弧火山活碰撞期前：來源于碰撞以前的火山弧，仍屬弧火山活動(dòng)類型。動(dòng)類型。 同碰撞期：在地殼增厚時(shí)期內(nèi)導(dǎo)致含白云母花崗巖的同碰撞期：在地殼增厚時(shí)期內(nèi)導(dǎo)致含白云母花崗巖的侵位。

50、在地殼仰沖作用期間，從濕的堆積楔排出的揮發(fā)分侵位。在地殼仰沖作用期間，從濕的堆積楔排出的揮發(fā)分可以浸透到上浮熱的沖掩巖片，而引起深熔。地殼熔融的可以浸透到上浮熱的沖掩巖片，而引起深熔。地殼熔融的結(jié)果使結(jié)果使Rb、F和和B(能夠還有能夠還有Ta)發(fā)生富集，這些元素在揮發(fā)發(fā)生富集，這些元素在揮發(fā)相中被遷移，而象相中被遷移，而象REE、Zr和和Hf這些元素是虧損的，它們這些元素是虧損的，它們被集中在熔融的剩余物中。沖掩巖片底部的溫度取決于碰被集中在熔融的剩余物中。沖掩巖片底部的溫度取決于碰撞前熱流量、沖掩巖片厚度和剪切熱。同碰撞花崗巖的發(fā)撞前熱流量、沖掩巖片厚度和剪切熱。同碰撞花崗巖的發(fā)育程度受碰撞

51、期間地殼加厚的程度控制。育程度受碰撞期間地殼加厚的程度控制。3.2 碰撞帶巖漿活動(dòng)碰撞帶巖漿活動(dòng) 碰撞晚期到碰撞期后：構(gòu)成在微量元素特征上與火山碰撞晚期到碰撞期后：構(gòu)成在微量元素特征上與火山弧巖漿作用類似的鈣堿性巖套。象火山弧巖漿一樣，它們弧巖漿作用類似的鈣堿性巖套。象火山弧巖漿一樣，它們被以為是由爬升的大洋巖石圈上面富被以為是由爬升的大洋巖石圈上面富LIL的地幔楔構(gòu)成的的地幔楔構(gòu)成的，但有能夠與下部地殼的熔融體混染而被改動(dòng)。地殼熔融，但有能夠與下部地殼的熔融體混染而被改動(dòng)。地殼熔融可以由下地殼熱釋放和上地幔絕熱減壓或者碰撞期后次要可以由下地殼熱釋放和上地幔絕熱減壓或者碰撞期后次要爬升而產(chǎn)生的

52、幔源巖漿呵斥的。爬升而產(chǎn)生的幔源巖漿呵斥的。3.2 碰撞帶巖漿活動(dòng)碰撞帶巖漿活動(dòng) 碰撞期后：以堿性巖為特征，堿性巖漿作器具有板內(nèi)碰撞期后：以堿性巖為特征，堿性巖漿作器具有板內(nèi)地球化學(xué)特性并能夠發(fā)育在沒有被爬升作用水化的任何被地球化學(xué)特性并能夠發(fā)育在沒有被爬升作用水化的任何被切割的地幔區(qū)。上地幔熔融能夠由絕熱減壓引起，切割的地幔區(qū)。上地幔熔融能夠由絕熱減壓引起， 接著接著是地殼增厚和侵蝕。它也能夠由碰撞期后象海西造山帶的是地殼增厚和侵蝕。它也能夠由碰撞期后象海西造山帶的裂谷構(gòu)造或象阿拉伯地盾的走滑斷層作用所引起。假設(shè)巖裂谷構(gòu)造或象阿拉伯地盾的走滑斷層作用所引起。假設(shè)巖石圈構(gòu)造允許適量的地幔揮發(fā)份釋放或巖漿進(jìn)入地殼的話石圈構(gòu)造允許適量的地幔揮發(fā)份釋放或巖漿進(jìn)入地殼的話，那么，實(shí)踐上，碰撞期后巖漿作用能發(fā)育在碰撞事件的，那么，實(shí)踐上，碰撞期后巖漿作用能發(fā)