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花崗巖的成因分類

1.傳統成因分類

人們最早認識和研究花崗巖類時,尤其是對花崗巖進行填圖時,大都認為壹個巖體壹般只經歷了壹次巖漿分異並上侵就位形成的,雖然認識到了花崗巖類成巖過程中的分異作用,但沒有將這種分異與巖漿的上侵和就位相聯系。20世紀60~70年代,隨著構造—巖漿旋回的概念建立,才開始註意到按構造旋回對花崗巖類進行期次分類,即每壹構造旋回都伴有相應的巖漿旋回。這種分類僅是花崗巖的粗略分類,在地質填圖中壹般按大的構造旋回確立和劃分巖漿旋回(如加裏東旋回、印支旋回、燕山旋回)。

2.花崗巖類的派生成因分類

在基本分類方案的基礎上,附加各種成因的分類統稱為派生分類方案。

第壹類派生分類以源巖所在巖石圈的大致位置,並結合其他地質因素或增加某些有限的地球化學參數限定的分類。前者以我國科學家徐克勤先生的同熔型、改造型、幔源型分類為代表;後者以ISMA分類為代表。

I型和S型花崗巖類最早由Chappell和White(1974)在研究澳大利亞Lachlan褶皺帶早古生代花崗巖類巖石時提出。最初的意義是,S型花崗巖(含火山巖)的源巖應以沈積巖或變質沈積巖等殼層沈積物為主,因而其特性繼承了沈積巖和變質沈積巖的某些重要地球化學特征(S型取sedimentary首字母)。與其相對應的I型火成巖,源巖則主要由火成巖,尤其是基性程度偏高的火成巖、變質火成巖類(I型取igneous首字母)組成。此後,I型和S型分別代表了成熟度較高地區下地殼矽鎂層(火成巖)和上地殼矽鋁層(沈積巖)物質的重熔和簡單成巖過程中形成的兩類花崗巖類。

Collins(1998)的三源組分混熔模式被認為是現今對I型和S型花崗巖源巖的最合乎實際的解釋。Collins指出Lachlan褶皺帶的I型花崗巖是由玄武值巖漿與綠巖系部分混熔形式,當這種巖漿在地殼中又受到了大量沈積巖的充分混染,則I型花崗巖就變成了過鋁質S型花崗巖類(圖3-3)。可以看出,三源組分解釋與Chappell最初的定義無本質上的區別。ISMA分類在此後的推廣中,分類內容不斷增補,但由於不同研究者在運用於其他花崗巖區的研究中,對其理解的差異以及各地花崗巖特征的差異性,尤其是Pearce等將其與構造環境相聯系並加以改造原始分類,使這壹分類更為混亂。

圖3-3 花崗巖類三源組分混合模式圖

(據Collins,1998)

Pearce指出“I 型、S型分類方案是有用的,但要將礦物分類和主要元素分類方案用於構造環境判別的效果壹般較差,因為它們僅僅依賴於幾個為數不多的變量,而且全部不能用來進行構造分類,在這些花崗巖類中並不存在環境之間的簡單對應關系”。不難理解,I 型、S型最初的分類是以巖石學、礦物學標準的分類,並僅僅分析兩類不同特征的巖石與源巖的關系,而大多數應用者試圖努力尋找到該分類與構造環境的對應關系,必然引起很多爭論。

較集中的爭論是其定義混亂並且在不同地區尤其是造山帶地區極難對比和應用。之所以混亂是因為這些成因類型是僅僅根據幾個有限的地球化學參數確定的,地質過程如此復雜,要想用幾個參數簡單化、數字化加以概括和分類,幾乎是難以置信的,也導致了許多矛盾;之所以極難對比和應用,從根本上說是因為I型、S型花崗巖分類的基礎在造山帶受到了置疑。

第二類派生分類以日本學者日原瞬三依據特征礦物磁鐵礦、鈦鐵礦為標準的分類。已經證實巖漿中的SO2含量直接決定磁鐵礦和鈦鐵礦的相對含量,不具推廣意義。

第三類派生分類即是將花崗巖的形成環境與大地構造環境相聯系的分類,主要有Maniar的造山型和非造山型分類;Pearce的洋脊、火山弧、板內、碰撞帶分類以及對ISMA型的構造相聯系的成因分類;楊樹逢以板塊邊界為主的板塊俯沖幔源型、板緣擠壓型(島弧型)、板緣拉張型、板內改造型、板內裂谷型分類;李永軍等(1995,1996)將西秦嶺造山帶花崗巖劃分為造山型包括俯沖(洋陸)碰撞型、陸陸碰撞型、造山期後型,非造山型包括板內裂谷型、板內淺熔型、板內深熔型等,也屬於此類。

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