花崗巖分類及成因探討

花崗巖分類及成因探討花崗巖分類及成因花崗巖類類型多,分布廣,差異大,自Real(1956)提出花崗巖分類以來(lái),地質(zhì)學(xué)界對(duì)花崗巖的成因分類一直存在著異議,從早期簡(jiǎn)單的二分法，即將花崗巖分為巖漿的(有單巖漿花崗巖和雙巖漿花崗巖之分)和花崗巖化的(有深熔花崗巖和交代花崗巖之分)兩大類，到經(jīng)典的I-S-M-A分類法，均具有各自的優(yōu)點(diǎn)及局限性,現(xiàn)就各分類方法做簡(jiǎn)要敘述1.早期二分法[1]B.W.Chappell和A.J.R.White(1974)根據(jù)對(duì)澳大利亞東部塔斯曼造山帶花崗巖的研究，提出將花崗巖分為I型和S型兩種不同成因類型，這種分類大致分別相當(dāng)于S.Ishihara(1977)所劃分的“磁鐵礦系列”和“欽鐵礦系列”花崗巖。I型花崗巖的源巖物質(zhì)來(lái)自未經(jīng)地殼風(fēng)化作用的巖漿巖，S型花崗巖的源巖物質(zhì)來(lái)自殼層沉積物質(zhì)。這些分類已經(jīng)具體考慮了花崗巖的成巖物質(zhì)來(lái)源，但并沒有同其產(chǎn)出的構(gòu)造地質(zhì)環(huán)境相結(jié)合。2.槽-臺(tái)學(xué)說與花崗巖成因分類2.1三分法（徐克勤）[2]徐克勤等(1982)將花崗巖劃分為三大成因系列:第一類為地槽沉積物經(jīng)交代、變質(zhì)和花崗巖化而形成的大陸地殼改造型花崗巖;第二類位于大陸邊緣活動(dòng)帶或大陸內(nèi)部斷裂帶，與安山巖漿或基性巖漿有關(guān)，為不同程度地受到陸殼混染同化及混熔作用而形成的過渡性地殼同熔型花崗巖;第三類產(chǎn)于深斷裂帶或裂谷帶，為與超鎂鐵質(zhì)巖石及基性火山巖有成因聯(lián)系的幔源型花崗巖。這三大類花崗巖(陸殼改造型、過渡性地殼同熔型和幔源型)與構(gòu)造環(huán)境是相關(guān)聯(lián)的。（1）陸殼改造型花崗巖：在該類花崗巖分布的地區(qū)沒有見到它們與基性侵人巖或噴發(fā)巖(玄武巖)、中性侵人巖或噴發(fā)巖(安山巖)的共生關(guān)系。這一成因系列的花崗巖類中一般以正常花崗巖為主，但也較常出現(xiàn)非正常系列的二長(zhǎng)花崗巖、富斜花崗巖、富石英的花崗閃長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)花崗巖和英云閃長(zhǎng)巖等。但石英二長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)巖等則較少見。（2）過渡性地殼同熔型：這一類花崗巖往往是從中基性巖到酸性的花崗巖，如從閃長(zhǎng)巖→石英閃長(zhǎng)巖→花崗閃長(zhǎng)巖→鉀長(zhǎng)花崗巖。大陸上的深斷裂帶，活動(dòng)大陸邊緣和島弧區(qū)的侵人巖，常是這樣的一套巖石，伴生的也有少量基性巖石。（3）幔源型花崗巖：多呈偏鋁質(zhì)的斜長(zhǎng)花崗巖小型侵入體與玄武巖伴生，屬于此成因系列的多為堿質(zhì)花崗巖系列。2.2三分法（楊超群）[3]根據(jù)形成的地質(zhì)環(huán)境的不同,將花崗巖分為三個(gè)大類和若干個(gè)亞類,每一大類均包含若干小類。（詳見表1）表1花崗巖的地質(zhì)環(huán)境-成因分類3.板塊構(gòu)造理論與花崗巖分類對(duì)于花崗巖的成因，至少有一點(diǎn)是許多學(xué)者所公認(rèn)的，即無(wú)論是重熔作用還是交代作用，都需要有相當(dāng)可觀的能量輸入?，F(xiàn)在越來(lái)越多的人認(rèn)為，當(dāng)?shù)貧ど畈堪l(fā)生超變質(zhì)作用時(shí)，其溫度或水的濃度均不足以使重熔作用發(fā)生。至少在缺少來(lái)自地慢巖漿作用參與的情況下，是不能發(fā)生重熔作用的((G.C.Bronn,1978)。目前看來(lái)，板塊構(gòu)造理論不僅很好地解決了能量的來(lái)源問題，而且也解決了地幔中貧鉀貧水的問題。帶有H2O和K2O的洋殼在俯沖帶不斷地沿海溝向下俯沖，插入到陸殼或洋殼底下穿入軟流層，并被軟流層呈高溫和高壓狀態(tài)的基性物質(zhì)所熔化或同化，同時(shí)，俯沖帶附近的沉積層也被強(qiáng)大的液流體所浸潤(rùn)，從而發(fā)生交代作用生成S型花崗巖。同樣，玄武巖漿亦可受到改造或分異成I型花崗巖。板塊運(yùn)動(dòng)的方式不僅提供了巨大的能量，而且也提供了飽含二氧化硅和堿質(zhì)的熱液，從而為花崗巖的形成創(chuàng)造了極為有利的環(huán)境。至于塊內(nèi)部，由于深部物質(zhì)差異的調(diào)整及遠(yuǎn)距離的構(gòu)造應(yīng)力熱效應(yīng)，因而使大陸內(nèi)部深大斷裂帶及薄弱地帶受到擠壓—剪切，導(dǎo)致地幔物質(zhì)上升，并發(fā)生去氣、去堿作用，或使地殼物質(zhì)發(fā)生交代和重熔作用而形成花崗巖[1]。W.S.Pitcher（1984）指出不同成因類型的花崗巖代表著不同的活動(dòng)帶，并根據(jù)板塊構(gòu)造理論將花崗巖劃分出五種類型:(1)M型花崗巖—產(chǎn)于大洋火山島弧內(nèi)的斜長(zhǎng)花崗巖。(2)I型花崗巖(科迪勒拉)—形成于安第斯型活動(dòng)大陸板塊邊緣的中酸性巖石組(3)I型花崗巖(加里東)—形成于造山期后隆起帶的花崗閃長(zhǎng)巖和花崗巖。(4)S型花崗巖—主要形成于大陸碰撞褶皺帶(海西型)或克拉通內(nèi)的韌性剪切帶上，屬于過鋁型花崗巖組合。(5)A型花崗巖—主要形成于穩(wěn)定的碰撞帶，也可以形成于大陸裂谷，是一種非造山構(gòu)造環(huán)境的堿性花崗巖。根據(jù)上述研究，胡善亭等（1994）根據(jù)花崗巖形成時(shí)所處的板塊構(gòu)造單元?jiǎng)澐譃樗拇箢惥糯箢悾ㄔ斠姳?）表2花崗巖板塊構(gòu)造單元分類4.綜合分類方法[4]Barbarin（1999）在系統(tǒng)總結(jié)有關(guān)花崗質(zhì)巖石分類特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)花崗質(zhì)巖石的礦物組合、野外地質(zhì)學(xué)、巖相學(xué)和侵位資料以及巖石地球化學(xué)和地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境等特征，提出了自己的分類方案，并將花崗質(zhì)巖石分為7種類型:含白云母的過鋁質(zhì)花崗巖類(MPG)、含堇青石的過鋁質(zhì)花崗巖類(CPG)、富鉀的鈣堿性斑狀鉀長(zhǎng)石花崗巖類(ICG)、富角閃石鈣堿性花崗巖類(ACG)、島弧拉斑系列花崗巖類(ATG)、洋中脊拉斑質(zhì)花崗巖類(RTG)、過堿性和堿性花崗巖類(PAG)（詳見表3）。這一分類方案有如下優(yōu)點(diǎn):(1)沒有限定花崗巖來(lái)白特定的地區(qū);(2)它是依據(jù)從礦床共生組合、到野外、巖石、化學(xué)和同位素到構(gòu)造特征的一整套判斷標(biāo)準(zhǔn)得出的;(3)主要判斷標(biāo)準(zhǔn)(礦床共生組合結(jié)合野外和巖石資料)可以在野外使用，易于區(qū)分判別;(4)所劃分的類型的數(shù)目是基本合理和實(shí)用的;(5)它提供了巖漿起源的信息，并能清楚地區(qū)別3種成因來(lái)源(完全或主要是殼源的、完全或主要為幔源的、殼-幔組分混合來(lái)源的)的花崗質(zhì)巖石;(6)它提供了巖漿產(chǎn)生和侵位的地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境及其演化過程的信息。表3Barbarin花崗巖分類法各類花崗巖特征樓亞兒（2003）根據(jù)Babarin（1999）的分類方法，又補(bǔ)充了橄欖玄粗系列花崗巖類（SHG）。橄欖玄粗系列花崗巖類對(duì)應(yīng)于已從鈣堿性系列和堿性系列火山巖中獨(dú)立出來(lái)的火山巖中的橄欖玄粗巖系列。橄欖玄粗系列花崗巖類不僅明顯不同于M型和S型花崗巖，而且能從A型和I型花崗巖中區(qū)分出來(lái)。SHG型花崗巖，其含鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石(主要為奧長(zhǎng)石)、石英、富鎂鐵質(zhì)礦物(主要為含鐵金云母和淺閃石角閃石)和富鈣的單斜輝石(主要為透輝石)，總堿及輕稀土元素和大離了親石元素含量高，有高的、w(K20)/、w(Na20)和、w(Fe203)/、w(FeO)比值、低的Ti02含量以及在鎂鐵質(zhì)礦物中有高的x(Fe3+)/x(Fe2+)的比值。姜耀輝等根據(jù)中國(guó)西昆侖造山帶的花崗巖研究認(rèn)為，至少有5種深成巖有橄欖玄粗巖的親源性，巖石類型包括石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖、石英正長(zhǎng)巖、黑云母(二長(zhǎng))花崗巖、透輝石花崗巖等。明顯地，橄欖玄粗系列花崗巖類的特征非常相似于Morrison（1980）總結(jié)的橄欖玄粗質(zhì)火山巖的特征，即可以認(rèn)為SHG型花崗巖主要為幔源成因的，也有殼-幔混源成因的。此外還有根據(jù)深度、“含礦性”、物源等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類的方法，在此不做敘述。參考文獻(xiàn)[1]胡善亭，孫克勤，趙東甫.板塊構(gòu)造與花崗巖的成因分類，山東地質(zhì)[J]，1994.12,10（2）：72-76.[2]徐克勤，胡受奚，張景榮，孫明志，葉俊.論花崗