大陆花岗岩的地球动力学意义

大陆花岗岩的地球动力学意义是一个有争议的话题。笔者认为,花岗岩可分为大洋和大陆两个系列,产于洋盆内及其边缘的花岗岩属于大洋系列,产于大陆内(不包括造山带)的花岗岩属于大陆系列。大洋系列花岗岩最重要的地球动力学意义是判断花岗岩形成的构造环境;大陆系列花岗岩最重要的地球动力学意义是判断地壳状况,包括花岗岩形成时的地壳厚度和温度状况。花岗岩按照Sr-Yb含量可分为埃达克型、喜马拉雅型、浙闽型、广西型和南岭型5类。产于大陆内的不同类型的花岗岩与其形成的深度有关:埃达克型花岗岩富Sr贫Yb,与榴辉岩相处于平衡,产于加厚的地壳;喜马拉雅型花岗岩贫Sr和Yb,与麻粒岩相处于平衡,产于较厚的地壳;浙闽型(贫Sr富Yb)和广西型(富Sr和Yb)花岗岩与角闪岩相处于平衡,产于正常或较薄的地壳;南岭型花岗岩也与角闪岩相处于平衡,地壳厚度最薄。喜马拉雅型花岗岩属于低温系列,浙闽型花岗岩为中或高温系列,广西型和南岭型花岗岩属于高温系列。埃达克型花岗岩则可以出现在各个温度系列。应用花岗岩分类可以恢复古代地壳厚度和下地壳底部温度状况,还可以追踪某些地区随时间变化地壳厚度和温度变化的情况和趋势。     

朝鲜~19亿年侵入岩的岩石类型与构造背景初探

朝鲜半岛北部广泛发育~19亿年侵入岩,这些岩浆岩可以分为三个系列,分别为似斑状花岗岩系列(多为I型,以妙香山岩体为代表,年龄1900~1840Ma)、S型花岗岩系列(以嘉山岩体为代表,本文获得1862±5Ma锆石U-Pb年龄)和正长岩系列(以龙浦岩体为代表,本文获得1857±2Ma锆石U-Pb年龄)。似斑状花岗岩系列(I型花岗岩)大致对应朝鲜地质学家定义的Myohyangsan(妙香山)杂岩,以发育钾长石巨斑为特征,与麻粒岩相变质的火山岩-沉积岩系关系密切;S型花岗岩系列大致对应Ryonhwasan(莲花山)杂岩,以发育石榴石和堇青石等矿物为特征,与麻粒岩相变质的副变质岩共生:这说明前者可能与变质火山岩系相关,而后者可能和副变质岩相关。正长岩系列,朝鲜地质学家称为Sakju(朔州)杂岩,分布较为局限,仅见于朔州以及博川-定州之间,也见于邻区辽东,多为岩株。这三个系列岩浆岩稍早或者同期于角闪岩相-麻粒岩相变质(本文获得甑山"群"变质锆石U-Pb年龄1844±2Ma)。邻区辽东-吉南及胶东地区也发育这三个系列岩浆岩,但这两个地区~21亿年岩浆作用更为广泛。朝鲜半岛南部发育大量同期岩浆岩,但岩石类型以似斑状花岗岩为主,并发育紫苏花岗岩和斜长岩。我们推测,朝鲜半岛南北两侧基底属性存在差异,可能对应不同的古陆(华北与华南古陆)。综合分析表明,朝鲜~19亿年前广泛发育I型和S型花岗岩,并有幔源岩浆作用,同时发育正长岩类,并且这些岩浆活动与区域高级变质作用时代接近。考虑到本区存在太古宙基底,我们推测本区在古元古代可能处于类似现今活动大陆边缘弧背景。     

喜马拉雅造山带始新世和中新世的地壳深熔条件：来自花岗岩的地球化学证据

与花岗岩岩浆作用相关的地壳深熔条件与汇聚板块边缘的构造体制和热结构密切相关。对喜马拉雅新生代花岗岩来说，不同时代的地壳源区深熔条件被两组花岗岩记录下来。第一组形成于43～44 Ma的始新世；第二组形成于17～18 Ma的中新世，具有典型高喜马拉雅淡色花岗岩的地球化学组成。始新世花岗岩经历了分离结晶作用，形成了两个亚组，一组具有高镁铁度、高CaO含量和高Na₂O/K₂O和Sr/Y值，另一组则恰恰相反。Sr-Nd同位素组成表明，始新世花岗岩的源区物质由角闪岩和变泥质岩组成。相平衡模拟结果显示，始新世花岗岩的原始熔体由角闪岩和变泥质岩构成的混合源区在(850±50)℃和(0.85±0.05)GPa条件下部分熔融产生。而中新世花岗岩的源区熔融条件与典型高喜马拉雅淡色花岗岩的一致，为750～770℃和0.6～0.8 GPa,源岩为变泥质岩。综合包括变质岩石学在内的多学科研究结果，碰撞造山带从同碰撞阶段向碰撞晚期和碰撞后阶段的演化过程中发生了热结构的变化。同碰撞阶段的超高压变质岩记录了低的地温梯度(<10℃/km),碰撞晚期的始新世花岗岩形成于高的...     

华北克拉通北缘中生代高锶花岗岩类地球化学与源区性质

华北克拉通北缘广泛分布中生代高锶花岗岩类,其岩石类型主要包括石英闪长岩、花岗闪长岩、石英二长岩和二长花岗岩,以普遍发育条纹长石为主要岩相学特征.高锶花岗岩总体上具有富钠、高钾和高铝的岩石化学特征.根据16个代表性岩体共61个样品的分析结果,本区的高锶花岗岩可被明显地划分为低硅岩石组(SiO2 = 53%～60%)和高硅岩石组(SiO2 = 65%～73%),缺乏SiO2 = 60%～65% 的岩石,因而具有"双峰"分布特点.绝大多数高硅岩石属于高钾钙碱系列,而低硅岩石既有属于高钾钙碱和普通钙碱系列的,也有属于岛弧拉斑玄武岩系列和钾玄岩系列的.其微量元素以高锶、亏损重稀土及不发育明显富铕异常为重要特征,并以此明显区别于非高锶花岗岩.根据高锶花岗岩的岩石地球化学特征,并将它们与近年来许多天然岩石在不同温压条件下脱水熔融实验所获熔体进行了广泛对比,认为该区高锶花岗岩类的低硅岩石的源岩应为玄武质角闪岩类,而高硅岩石的源岩则为变中酸性火成岩类.源区部分熔融应该是在高温(T > 850～900 ℃)和高压(P ≥ 1.5 GPa)条件下进行的.熔体从源区抽取后的岩浆过程中没有经历明显的长石矿物的分离结晶,因而高锶花岗岩类可能代表起源于加厚地壳底部或壳幔过渡带的较为原始的岩浆.与高锶花岗岩浆相对应的源区残留固相应为石榴子石+单斜辉石±斜方辉石±角闪石±石英,属于麻粒岩相或榴辉岩相矿物组合.这些残留固相或滞留源区可能成为新的下地壳底部岩石,或因密度倒转而拆沉进入上地幔.     

一个新的花岗岩成因分类:基于变质岩深熔作用理论与大数据的证据

花岗岩目前的ISMA分类不是一个系统的分类,花岗岩分类可能需要从花岗岩的起源来考虑。花岗岩源自变质岩,可能是来自地幔或玄武质岩浆底侵带来的热导致的下地壳底部发生部分熔融的熔体形成的。因此,花岗岩与变质岩源岩有成因联系和因果关系,变质岩为母,花岗岩为子。根据埃达克岩与残留相平衡的理论,埃达克岩形成于斜长石消失线之上。那么,出现在石榴石出现线之上的是什么花岗岩呢?出现在石榴石出现线之下的又是什么花岗岩呢?本文即尝试从这个思路来探讨花岗岩的分类,并采用大数据方法予以佐证,得到的初步结果可以将花岗岩分为3类:(1)位于斜长石消失线之上的为高Sr低Y型花岗岩(高压,代表加厚的地壳);(2)位于斜长石消失线与石榴石出现线之间的为低Sr低Y类型花岗岩(中压,代表正常厚度的地壳);(3)位于石榴石出现线之下的为高Y型花岗岩(低压,代表减薄的地壳)。大数据研究的结果支持上述分类,给出的地球化学标志大体是:Sr含量为400×10^-6,Y含量为(20~35)×10^-6。     

东昆仑祁漫塔格拉陵灶火中游基性变质岩年代学、地质及地球化学特征

拉陵灶火中游基性变质岩体原岩侵位于古元古界金水口岩群白沙河岩组片麻岩之中.文章对基性变质岩体开展了岩相学、年代学和岩石地球化学研究,探讨了其原岩及源区性质、成岩构造环境、年龄及地质意义.结果表明,基性变质岩为斜长角闪岩、变质辉绿岩和角闪岩,原岩应属于亚碱性系列岩石,既有拉斑系列,又有钙碱性系列和钾玄质系列.岩石中SiO...     

金矿成矿系列研究简讯

在全国第五届矿床会议上，有关金矿的文章占近40％，涉及成矿系列研究是热点之一。会上，刘家远探讨了我国与花岗岩类有关的金矿成矿系列及其形成机制，认为可以建立三个系列：与壳型花岗岩有关的花岗岩金矿床系列，与过渡型花岗岩类有关的斑岩金矿床系列，以及与幔源花岗岩类长英质碱性杂岩有关的碱性岩金矿床系列。     

花岗岩源岩问题——关于花岗岩研究的思考之四

花岗岩源岩是花岗岩研究中最令人关注的问题之一,许多花岗岩的地球化学性质和分类实际上反映的是花岗岩的源岩问题.花岗岩幔源、壳源和壳幔混合源的说法被证明是不合适的,花岗岩不可能是幔源的,花岗岩都是壳源的,既然没有了幔源,也就无所谓壳幔混合源,因此,壳源本身也失去了意义.流行的花岗岩源岩组分混合计算的方法缺少理论依据,可变的因素太多,计算的结果可能没有多少实际意义.作者指出,对花岗岩来说第1位重要的是源区特征,它决定了花岗岩的基本面貌;其次是部分熔融程度、压力、温度和挥发分加入的情况;岩浆混合的意义可能是第3位的;而结晶分离作用可能是没有地位的.文中按照Nd-Sr同位素比值将花岗岩大致分为3个源区:即B、C和BC源区.B源主要由洋壳组成,C源主要由陆壳组成,BC源是二者的过渡.BC源区的组成很复杂,可能包括由交代地幔部分熔融形成的中基性岩浆岩,也可能是基性岩混染了陆壳物质的产物.B源与BC源可能与地幔亏损程度有关,B源来自强烈亏损的地幔,一部分BC源可能源于大陆下的富集地幔.文中还概略地讨论了中国各地花岗岩复杂的源区情况,指出中国花岗岩具区域性分布的特点说明花岗岩主要受源岩的制约.     

藏南定结淡色花岗岩--基底隆升降压熔融成因的地质证据

西藏南部定结地区高喜马拉雅结晶基底中淡色花岗岩体紧靠藏南拆离断层内部产出．野外地质和岩相学特征显示其为S型、分两期侵入的淡色花岗岩体——早期的黑云母淡色花岗岩和晚期的白云母淡色花岗岩。基底副变质岩中广泛分布淡色花岗岩脉体．在基底副变质岩中的淡色花岗岩脉体中发现紫苏辉石暗色麻粒岩残留体，这表明本区高喜马拉雅淡色花岗岩源岩为基底副变质岩，且基底副变质岩是在基底快速隆升降压的条件下发生缺水熔融生成的淡色花岗岩岩浆。     

辽宁义县地区太古宙变质深成岩

地球化学特征研究表明,义县地区太古宙变质深成岩属于太古宙晚期富钾的正常钙碱性的花岗闪长岩－石英二长岩－花岗岩系列的岩石,属于壳源分异型花岗岩,形成环境为构造活动带。     

新疆北部花岗岩类的稀土特征

新疆北部的改造系列花岗岩演化由斜长花岗岩阶段、钾长花岗岩阶段至碱长花岗岩阶段,其稀土配分组成递降曲线簇.新疆北部的同熔型花岗岩类稀土配分基本为轻稀土富集型,具Eu负异常,有递增曲线簇和递降曲线簇两种情况.深源碱性系列轻重稀土比值大、Eu负异常一般不显著.文中还叙述了新疆北部的幔分异系列花岗岩类及一些古老花岗岩的稀土特征.     

长江中下游中生代花岗岩类源区的壳—壳混源性质

长江中下游地区中生代花岗岩类形成于大别造山带碰撞后岩石圈物质的调整演化过程。Ｓｒ、Ｎｄ、Ｐｂ同位素组成数据表明，早、晚阶段花岗岩类具有相似的壳－壳混合源区性质，其主要源岩端员可能分别相当于以大别杂岩为代表的深变质岩系和中、新元古界底侵（ｕｎｄｅｒｐｌａｔｉｎｇ）基性物质与部分古元古界沉积－火山－侵入岩系组成的扬子陆块下地壳岩石。这两种成分不同的下地壳物质在这里呈指状穿插体结构。长江中下游地区下地壳在碰撞造山过程中曾是大别地块与扬子地块之间的深部构造混杂带。本文主要根据各类已有的Ｓｒ、Ｎｄ、Ｐｂ同位素组成资料讨论花岗岩类的源区性质问题     

与成因和构造环境有关的花岗岩类的主要岩石成因分类

本文从岩相学、包体性质和丰度、矿物学、主要元素和微量元素以及同位素地球化学方面概要对比了用得最多的20个花岗岩类岩石成因分类。对比结果表明，许多作者的分类方案在大的划分上是相当一致的。这些分类之间的差异是由于所采用的成因模式或所侧重的分类准则（如源区性质、壳幔物质的相对贡献、岩浆作用过程以及侵位类型）不同所造成的。本文提出的分类中，三大类主要的花岗岩分别相当于地壳、地幔、壳幔混合岩浆成因，这三大类花岗岩类中每一大类又可进一步分为二到三类。截然不同的岩石学、矿物学和化学成分特征，是由于花岗岩类岩浆的成因和构造环境不同所造成的。因此，岩石学、矿物学、化学成分特征以及年龄已被充分掌握的花岗岩类，可以提供有关随空间、时间或时空而发生的构造环境变化的信息，也就是说，它们可作为地质构造示踪剂。     

大兴安岭南段锡多金属成矿系列

大兴安岭南段是我国北方最重要的锡-多金属成矿集中区.根据成矿花岗岩和成矿元素组合的不同,可分为3个成矿系列:锡(钨)成矿系列(Sn-W-Nb-Ta-Be)、锡-多金属系列(Sn-Ag-Cu-Pb-Zn)和含锡的多金属系列(Pb-Zn-Cu-Ag),3个系列的成矿时代相同(130～150Ma),均与大兴安岭南段燕山期花岗质岩浆作用有关.与锡(钨)成矿系列有关的花岗岩,主要是钾长花岗岩-花岗斑岩,具有钛铁矿系列花岗岩的特征;与含锡的多金属系列有关的花岗岩,主要是花岗闪长岩-石英二长岩类,具有I型或磁铁矿系列花岗岩的特征;而当钾长花岗岩类与花岗闪长岩-二长斑岩等构成花岗质杂岩体或定位在相近空间时,常形成锡-多金属共生组合.研究表明,锡-多金属系列是与含锡的钛铁矿系列和含多金属的磁铁矿系列两种不同花岗岩类有关的含矿热液同位叠加成矿的结果.高成熟度、富锡的锡林浩特元古宙变质岩的重融-分异演化,可能是形成大兴安岭南段锡富集的主要原因.     

花岗岩构造环境问题:关于花岗岩研究的思考之三

花岗岩与大地构造环境之间的关系是花岗岩研究的热门话题,许多人认为,利用地球化学标志可以判别花岗岩形成的大地构造环境.勿庸置疑,花岗岩构造环境判别方法是仿效玄武岩提出来的.因此,本文从回顾玄武岩构造环境判别开始.详细剖析了Pearce et al.(1984b)和Barbalin(1999)关于花岗岩构造环境判别的研究成果,指出了花岗岩构造环境判别中存在的问题.我们认为,花岗岩地球化学性质主要反映的是花岗岩源区的性质和构造环境,而非花岗岩形成时的构造环境.本文按照全球花岗岩的分布将花岗岩分为产于大洋及其边缘(海岸)的、产于板块边缘和陆内与碰撞有关的和产于陆块内部的三类花岗岩.(1)产于大洋及其边缘(海岸)的花岗岩源于洋壳类型的玄武岩(MORB、IAT、OIB等),花岗岩具明显的地幔印记εNd(t)同位素比值高,Sr同位素比值低),大体可以用现有的判别图判别其形成的构造环境.(2)与碰撞作用有关的花岗岩大多分布在陆块边缘,同碰撞和后碰撞指的是构造(变形)事件,与板块构造环境(洋脊、岛弧、洋岛、裂谷等)在概念上是不同的.区分同碰撞和碰撞后花岗岩不能单靠花岗岩的地球化学标志,也不能单靠花岗岩构造判别图,而应当从岩石组合和岩石性质两方面入手:碰撞有利于形成埃达克岩和(具低Sr低Yb特征的)淡色花岗岩;碰撞后的伸展背景有利于形成非常低Sr高Yb的A型花岗岩.(3)产于陆块内部的花岗岩其形成主要与地幔来源的热有关,花岗岩的地球化学性质主要决定于源岩及形成时的深度,与地表浅层构造作用和事件无关.研究表明,地球上只有大约10%的花岗岩可以探讨其形成的构造环境,20%左右的花岗岩需要研究它们与构造事件的关系(同碰撞或后碰撞),而约70%的产于陆壳上的花岗岩,既无从考虑其形成的构造环境,也无需研究其与构造事件的关系.因此,花岗岩构造环境判别不具有普遍的意义.文中指出,花岗岩构造环境判别方法既存在理论上的不足和概念上的混淆,也存在操作上的困难,需要重新思考.     

华南花岗岩物源成因特征与陆壳演化

华南不同时代的花岗岩按物质来源及成因可划分为:幔源(分异)系列:幔-壳混源(同熔)系列;壳源改造(重熔)系列和幔-壳混源碱性系列等四个不同的系列,简要阐述了划分四类系列的岩石学、地球化学的依据。侧重根据Sm-Nd、Rb-Sr同位素成分,以二元混合模型计算了花岗岩源区物质组成中,上壳和亏损地幔组份各占的比例。在此基础上探讨了不同物源成因系列花岗岩形成与华南陆壳演化的内在联系:东安、雪峰旋回褶皱系阶段花岗岩物源成因类型比较多样,有幔源(分异)系列、不成熟壳源、成熟壳源改造(重熔)系列等;加里东,海西期以陆壳改造(重熔)系列为主;印支、燕山期活化区(地洼)阶段,在地幔活化激发下,中国东部陆缘形成幔—壳混源(同熔)系列花岗岩和相应的火山岩;但沿内部断裂带,在壳下地幔热传输及构造作用下引起陆壳重熔,形成属于壳源改造(重熔)系列花岗岩。同位素的研究证明了:地洼阶段的构造-岩浆活动主要动力是来自壳下地幔的活化。     

内蒙古中部印支期强过铝质花岗岩的相平衡约束及动力学背景

岩石相平衡分析表明，内蒙古中部沿华北地台北缘分布的印支期(T3)后碰撞强过铝质花岗岩的源岩为含泥质成分较高的岩石，是在小于1．5GPa(约50km)条件下，由源岩中白云母及黑云母脱水部分熔融形成的，形成温度低于黑云母消失的上限温度，熔融残留物有斜长石、石榴子石和辉石。本区强过铝质花岗岩的CaO／Na2O比值(0.09～0．58)说明，其源岩中既有泥质岩，又有砂岩，与岩石相平衡分析的结果相一致；Al2O3/TiO2比值(53．78～413．94)表明，本区的强过铝质花岗岩为高温类型和高压类型之间的一种过渡类型。     

广西大容山-十万大山岩带中花岗岩类特征及成因

大容山-十万大山花岗岩带由花岗岩、花岗斑岩和少量混合花岗岩、酸性火山岩组成,它们共同构成一个原地半原地→中深成侵入→浅成侵入→喷出相的完整花岗岩类成因系列。这些岩石在矿物组成、化学成分、微量和稀土元素以及同位素组成上十分相似,都来源于上部地壳,属陆壳转生型花岗岩,其源岩是由角闪岩相到麻粒岩相的变质沉积岩。     

陕西勉略宁区鱼洞子花岗岩-绿岩地体地质特征及其含金性

鱼洞子绿岩为笔者在西秦岭南缘地区首次发现的最老含金矿源层。通过阁老岭—鱼洞子地块的详细研究认为,其岩石组合由上壳岩系列的绿岩和花岗片麻岩系列组成。在绿岩建造下部的碎裂混合岩化斜长角闪岩中选获锆石,测得U-Pb年龄为2657±9Ma,因此确定其时代为晚太古代。绿岩建造是本区最主要的含金矿源层。金矿化与构造演化关系密切,大致分为3个阶段:(1)绿岩建造形成阶段。绿岩建造下部的基性火山岩及上部的磁铁石英等主要的金源岩形成。(2)低角闪岩相变质、深部熔融及花岗岩化阶段。伴随低角闪岩相变质及花岗岩化作用,使绿岩建造的金活化并向花岗岩化带的边部及顶部迁移、聚集。(3)褶皱造山和钾长花岗岩形成阶段。主要表现在区内韧性剪切和大型褶皱作用,并伴随有区域绿片岩相的退化变质作用,是本区重要的金的成矿期。此阶段并伴有角闪岩脉侵入,其全岩K-Ar释稀法年龄为2038±30Ma,标志地体克拉通化最终完成。     

东秦岭两类花岗岩与两个金矿系列

本文根据东秦岭地区花岗岩金矿的特征，全面地探讨了花岗岩与金矿化的关系，将东秦岭地区与花岩有关的金矿床分为深源浅成型花岗岩金矿系列和浅源深成型花岗岩金矿系列。不同成因系列的花岗岩与金矿的关系完全不同。文中还简要地阐述了与两个系列金矿有关的花岗岩的地花岗岩的地质地球化学特征和秦岭造山带的构造演化。