花崗巖分類及成因探討

1、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，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1B.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

2、巖。I型花崗巖的源巖物質(zhì)來自未經(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

3、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)巖一石英閃長(zhǎng)巖一花崗閃長(zhǎng)巖一鉀長(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)

4、花崗巖小型侵入體與伴生，屬于此成因系列的多為堿質(zhì)花崗巖系列。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-成因分類地質(zhì)環(huán)境類型成因類型主要巖石類型構(gòu)造環(huán)境區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)控巖構(gòu)造造山運(yùn)動(dòng)類型板塊俯沖型殼源重熔型酸性花崗巖擠壓張性斷裂斷塊造山或斷裂造山殼源混合源（以幔源為主）同熔型中酸性花崗巖裂谷型大陸裂谷型幔源分異型堿性花崗巖拉張張性斷裂非造山大洋裂谷型混合花崗巖地槽型冒地槽型巖殼?；旌显矗ㄒ詺ぴ礊橹鳎┗◢弾r化型原地變質(zhì)一交代亞型混合巖擠壓一剪切穹隆褶皺造山準(zhǔn)原地-半原地熔融侵入亞型混合花崗巖異地侵入亞型二長(zhǎng)花

5、崗巖花崗斑巖優(yōu)地槽型殼?；旌显矗ㄒ葬Ｔ礊橹鳎┗◢弾r化型原地變質(zhì)-交代亞型英云閃長(zhǎng)質(zhì)和奧長(zhǎng)花岡質(zhì)灰色片麻巖（T-T巖系）穹隆異地侵入亞型張性斷裂楊克群（1995）將板塊構(gòu)造的理論與槽-臺(tái)學(xué)說相結(jié)合，并將之前的三種分類進(jìn)行了細(xì)化，進(jìn)一步闡明了各類花崗巖與構(gòu)造環(huán)境之間的關(guān)系。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，

6、板塊構(gòu)造理論不僅很好地解決了能量的來源問題，而且也解決了地幔中貧鉀貧水的問題。帶有HO和KO的洋殼在俯沖帶不斷地沿海22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

7、，或使地殼物質(zhì)發(fā)生交代和重熔作用而形成花崗巖1。(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型花崗巖一產(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)一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

8、塊構(gòu)造單元?jiǎng)澐譃樗拇箢惥糯箢?詳見表2)表2花崗巖板塊構(gòu)造單元分類婁常沖帶花崗巖板嶂業(yè)崗巖77英：怪岸.花対閃氐巖島呱花崗.異石英閔快巖*料長(zhǎng)花崗巖建撞帶花崗巖陸一陸磁搔花崗巖肛呱一島犯祈擔(dān)花制涓報(bào)芥:打E崗占丸陸寰斧血閔蓉山英仄氏音、彳;英兇文含板塊內(nèi)祁龍崗巖克拽通鑫足地區(qū)花崗巖混合花崗巖*二長(zhǎng)花崗巖樣辟裂花崗巖果云母花崗巖、花劌閃民巖4.綜合分類方法4Barbarin(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(M

9、PG)、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種成因來源（完全或主要是殼源的、完全或主要為幔源的

10、、殼-幔組分混合來源的）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判則標(biāo)比mpcr.pchocArahtupac少見堿性軸囚石堿性輝石W生蟲失-IL見旳城訣罐A常|;見蟲去見丸*I/姑城少誡雖見見見失丸丸出常P臥除見寶尖興失丸黒云S白云0夕賤叼我I:柱石AWU礦輝柱見量見余見見眉大諛少缺兌少見.IL/IL張安去見見常大鹹猷憂少少畫見見見見見矢大常中少常山例玄見見見斛：電5側(cè)石W.h心眄化W(ChO1nlN*10)舎雖中導(dǎo)舍盤申孝lt1：k丄n)含盒中尊含討ittfFl含量低含雖詩V1爭(zhēng)去童?労,-:：丨-含量中務(wù)

11、含盤叩務(wù)含量低鈦鐵科少見少見少見山見少見皿見戰(zhàn)鐵礦快尖少見常見常見斜氏石AIk/%4:20144015-102(1-5020-50卜10堿啊:花|乂闿瀆芭倫尙巖）懣花胃巖1杞M巖.1斜琳胃巖械性止氏出皆右典型巖花側(cè)巖憂崗巖花崗兩悅巖奧栓祗崗巖止扶訂花囪巖）牠向闖悅宕杷圍4世宕英云PJ悅巖英云閔恒巖花崗巖i石養(yǎng)閃段嶄石扯網(wǎng)氐祥褲K営（毎氏削:斜朋）變質(zhì)巖映宣祀仟巖耳:熔混沖劃欣主心英閃悅宕昭花胃閃民巖饕貳巖）仃地網(wǎng)民宕輝氏巖富閃探成巖類】寶山片就埜寶耳梓氏巖4為玄）城宣忡檢崔山披斑幻:t營(yíng)眸氏宕大玄）純性毎巖崔也宕大號(hào)1q-巖石火山為氓餓貞宕少見星憑一少見少見少見歩見少見11少見火晝-1町.械主

12、城生娥氓E英嘖陽鎖包依少見諛冬一少見山見山見少見少見錶鐵隕陽觸包依少見常見亠.”A電大盤少見曲異作用過邯龍蟲結(jié)呈井離姑井離銷品和辿烈號(hào)胃姑品書悵說好離詰品和戒余卿節(jié)淀育宕璋焉含忡巾巖聚焉合件坤亞時(shí)和相1,作用ALRiKi：XkAiKr(A)it(CMKi用汁戶1+F,)nrfFcOJ/FcOM-O)低0.81ft0.S中0.8-1.胃.00.S中0.8a.用乩”叫叫rn.706-0.76fi0.70S0.70fi-C17120.70fi-0.7DSil71140.7041.712fill”旺=17-6-9al!oi倫t)r14十hi-十13r51U護(hù)yi%12-+2+5-r20樓亞兒(2003

13、)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。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(K0)/、w(Na0)和、w(Fe0/、w(FeO)比值、低的Ti0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-?；煸闯梢虻?。此外