板塊構造-板塊構造與巖漿作用

大陸溢流玄武巖的特征及其起源喜馬拉雅造山帶的形成與背景地幔柱研究綜述及其進展邊緣海盆地的形成機制討論增生型造山帶的基本特征被動大陸邊緣沉積作用特征A型花崗巖的研究進展及意義秦嶺造山帶的造山作用過程板塊邊界環(huán)境板塊內(nèi)部環(huán)境II匯聚型邊界III剪切型邊界I離散型邊界大陸裂谷陸-陸碰撞帶陸上轉換斷層新生大陸邊緣安第斯型大陸邊緣及陸緣島弧-海溝系轉換斷層型大陸邊緣大洋中脊洋內(nèi)島弧-海溝系洋底轉換斷層大陸克拉通大西洋型大陸邊緣洋盆底部大陸洋底大陸邊緣大地構造環(huán)境的基本類型第五章

板塊構造與巖漿作用板塊構造與巖漿作用概述巖漿系列及其分布板內(nèi)環(huán)境的巖漿作用裂谷帶的巖漿作用俯沖帶的巖漿作用碰撞造山帶的巖漿作用花崗巖與板塊構造蛇綠巖套一、概述二十世紀初，巖石學家注意到不同類型的火成巖具有顯著的地域分布的規(guī)律。

哈克提出大西洋和太平洋巖域的概念；馮沃爾夫根據(jù)大陸玄武巖分布，增加了北極巖套的概念；1921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)域概念未明確地涉及構造背景20世紀50年代，傳統(tǒng)的地槽學說把巖漿巖劃分為地槽早期、造山期和造山期后三大共生組合。20世紀60年代，隨著板塊學說的建立，巖漿成因和火成巖成分變化規(guī)律被賦予了全新的地質構造含義。不同火成巖巖石系列與全球構造的關系，也如火成巖組合在不同地區(qū)重復出現(xiàn)，成分變化和分布規(guī)律與構造背景的關系，引起了地學界的廣泛重視。目前，人們已經(jīng)識別出地球上三種主要的巖漿系列，即拉斑玄武質、鈣堿性和堿性系列。每個系列都由侵位于地殼中或噴處于其上的一組緊密相關的巖漿巖石組合組成。當用板塊構造理論考慮問題時，人們進一步認識到這三種巖漿系列及火成巖的共生組合有著完全不同的分布特點。Ringwood(1969)提出了按板塊構造環(huán)境分類巖漿的意見，以及巖漿產(chǎn)生于板塊構造相互關系。Dickinson(1971)首次提出了“巖石構造組合”（Petrotectonicassembleges）的概念Condie(1976)按照板塊構造模式將巖石構造組合的概念系統(tǒng)化，討論了其成因，并提出了生成環(huán)境可分為板塊邊緣和板塊內(nèi)部兩大類，多數(shù)巖漿都在板塊邊緣生成的。它們可以進一步分為匯聚邊緣、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構造環(huán)境極其相應的巖石構造組合。二、巖漿系列及其分布1、巖漿系列根據(jù)巖漿巖的地球化學指標，可以將其分為三個系列：拉斑玄武巖（tholeite）系列---TH鈣堿性（calc-alkaline）系列---CA堿性(alkaline)系列--A每一個系列都是由一組具有共同母源物質的、彼此密切相關的不同巖漿類型組成，并且其分布受板塊構造環(huán)境控制I.拉斑玄武巖系列---TH主要由不含或者含少量橄欖石的拉斑玄武巖組成，有少量安山巖、英安巖、流紋巖?；瘜W成分：

SiO2：48%-63%（弱飽和或者飽和），低鉀：K2O<1%;TiO2含量低；Na2O/K2O高達5-40%，Rb,Sr,Ba等大離子親石元素含量低（Rb=1-30ppm，Sr=100-300ppm,Ba=10-100ppm）;輕稀土略虧損；拉斑玄武巖含少量或不含橄欖石，形成于拉張和弱擠壓應力狀態(tài)下，其分布極廣，按形成環(huán)境不同分為：大洋中脊拉斑玄武巖島弧拉斑玄武巖洋島拉斑玄武巖大陸（裂谷）拉斑玄武巖II.鈣堿性系列（CA）以安山巖和高鋁玄武巖為主，含少量拉斑玄武巖、流紋巖、及橄欖粗安巖?；瘜W成分：

SiO2弱飽和，TiO2低，K2O和大離子親石元素含量均較拉斑玄武巖系列高，其中Rb=10-90ppm，Sr、Ba含量為200-400ppm;Al2O3含量高，在安山巖中為16-18%，輕稀土元素富集。本系列火山巖可與輝長巖-閃長巖-花崗閃長巖-花崗巖等深成巖相伴生形成環(huán)境：陸緣或島弧區(qū)板塊俯沖帶及碰撞帶，擠壓應力為主的地區(qū)，為島弧的標志性巖石，對恢復古構造環(huán)境（古島?。┯兄卮笠饬x。

III.堿性系列（A）本系列包括堿性玄武巖、霞石巖、粗面巖、安粗巖和響巖等?；瘜W成分：

SiO2不飽和，富堿質≥5-7%，富鉀K2O，為2-4%；大離子親石元素含量高，Rb為75-120ppm，Sr、Ba含量為700-1000ppm；輕稀土富集。

二、巖漿系列及其分布2、巖漿系列分布板塊構造與巖漿作用概述巖漿系列及其分布板內(nèi)環(huán)境的巖漿作用裂谷帶及板內(nèi)環(huán)境的巖漿作用俯沖帶的巖漿作用碰撞造山帶的巖漿作用花崗巖與板塊構造蛇綠巖套（一）大陸克拉通區(qū)1、基本概念克拉通-指地殼上已經(jīng)達到穩(wěn)定，并在漫長的地質時期已很少受到變形的部分。包括大陸地盾和地臺。地臺：具有雙層結構，下部為褶皺變質基底，上部為沉積蓋層。地殼運動為大面積的緩慢的升降運動，巖漿活動微弱，很少受變質作用影響，巖相和厚度相對穩(wěn)定。地盾：克拉通內(nèi)部有大面積基底巖石出露的地區(qū)，他們長期隆起，遭受剝蝕，缺少蓋層或僅在局部有沉積，深成巖系發(fā)育，深融作用普遍，區(qū)域變質作用強（一）大陸克拉通區(qū)2、巖漿活動特征在大陸克拉通地區(qū)火成巖并不十分發(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、火山頸、巖管或（少數(shù)情況下）呈小的火山區(qū)出現(xiàn)。一般認為，大陸克拉通區(qū)火成巖形成可能與某種板內(nèi)拉張性構造環(huán)境有關，但事實上很多地區(qū)尚不能認定他們與構造之間的確切關系。有些沒有明顯構造痕跡的地區(qū)，巖漿活動往往歸因于和地下的熱點或地幔上升的熱柱有關。相對于其他大陸克拉通區(qū)，中國克拉通區(qū)在經(jīng)歷了古生代穩(wěn)定發(fā)展后，到了中新生代表現(xiàn)出一些與典型地臺特征不相容的現(xiàn)象，例如，出現(xiàn)強烈的巖漿活動。

火山島鏈和孤立火山；拉斑系列、堿性系列；拉斑玄武巖；堿玄巖、粗面巖、堿流巖、霞石巖、碧玄巖；與洋脊拉斑玄武巖相比，富堿（尤其富鉀），Cr低，Ba、Sr、Rb、Zr高，Sr87/Sr86較高（0.702～0.706）。（二）洋島－大洋板內(nèi)板塊構造與巖漿作用概述巖漿系列及其分布板內(nèi)環(huán)境的巖漿作用裂谷帶的巖漿作用俯沖帶的巖漿作用碰撞造山帶的巖漿作用花崗巖與板塊構造蛇綠巖套（一）大陸裂谷巖漿活動以大陸溢流玄武巖（CFB）、大陸拉斑玄武巖、堿性玄武巖或雙峰式火山巖組合或者其中之一為特征。雙峰式火山巖組合以基性和酸性共生為特征，缺乏中性巖類，這種特征稱為火山巖成分間斷，即Daly間斷（1925）。裂谷前期或初期，以強堿性或堿性系列為主，分布于裂谷邊部盆地；中期為堿性或拉斑系列——裂谷軸部。大陸裂谷是大陸內(nèi)的巖漿活動強烈?guī)?，包括火山活動及深成侵入活動，大陸?nèi)的巖漿活動大都集中在大陸裂谷帶上。保存于被動大陸邊緣，部分與板內(nèi)深大斷裂有關。1、大陸裂谷的噴出巖主要是拉斑系列和堿性系列的玄武巖。

相對于洋脊，大陸板內(nèi)玄武巖：富K，平均0.66％（大洋脊<0.14%）；Ba、Sr、Rb、U、Th較高；Ta、Ni、Zr、Ti、Hf較高；Ti高出兩倍（大洋脊TiO2平均0.8％）。Rb/K、Rb/Sr較高，Sr87/Sr86較高，范圍寬0.7033～0.7100，

大陸堿性系列：Ba、Sr、Rb含量更高，LREE更富集，Sr87/Sr86在0.703～0.7075之間

。2.基性巖墻、巖床表現(xiàn)為不協(xié)調的脈狀、巖墻狀和協(xié)調順層的巖床。特點：可呈巖床狀侵入裂谷沉積盆地中，亦可呈巖墻狀侵位于外圍基底中；基性巖墻產(chǎn)狀一般直立、成群或呈放射狀；3.層狀基性侵入巖

總體成分相當于輝長巖的層狀侵入體，呈巖株狀。（世界上最大的層狀基性侵入體：南非阿扎尼亞的布什維爾德巖體，年齡19-20億，面積11.5km2，延伸8km）

底部：超基性巖

中部：輝長巖、斜長巖

頂部：鐵質輝長巖、花斑狀輝長巖和低鐵閃長巖

具反復遞變的“韻律層”狀，為同源巖漿結晶分異所致。4.金伯利巖、碳酸巖及鎂鐵質堿性巖金伯利巖---富Mg富K的超基性巖，SiO2為20-38%；K2O/Na2O為2-5；MgO/K2O很高20-70，通常以巖頸和巖脈的形式，產(chǎn)在前∈地盾區(qū)內(nèi)的大陸裂谷帶。新鮮金伯利巖的Sr初始值為0.7037-0.7046，巖體中含有大量含石榴石二輝橄欖巖包體，表明其巖漿源于地幔。碳酸巖---主要由碳酸鹽礦物組成的火山巖，Si02<20%，主要礦物是方解石、白云石、鐵白云石及Fe、Mn、Na的碳酸鹽，呈圓形、橢圓形的巖頸、錐形巖席產(chǎn)出，有的則是噴出的碳酸質熔巖。如武當?shù)貐^(qū)的廟埡，東非的坦桑尼亞；鎂鐵質堿性巖（霓霞巖類，煌斑巖）---SiO2為38—45%，K2O+Na2O為5-10%，K2O/Na2O為3-10，常以小巖株，特別是以環(huán)狀中心侵入體產(chǎn)出。（二）大洋中脊巖漿活動大洋地殼形成于洋中脊軸部，這里有著極其活躍的巖漿活動和大規(guī)模的裂隙式火山噴溢，長6萬公里的大洋中脊實際上是全球最大的火山活動帶。據(jù)梅納德（H.W.Menard）估計，每年從中脊軸部噴出的火山物質約有4立方公里，大大超過了全球所有其它地區(qū)噴出的火山物質總量。由于在洋底深處，靜水壓力超過巖漿中水蒸氣的壓力，故火山活動不可能有爆發(fā)性，而是熔巖沿裂隙平靜的溢出。大洋中脊巖漿活動

典型的大洋拉斑玄武巖（可有少量堿性系列），SiO2弱飽和（SiO2>48%）,K、Ti極低（K2O<0.14%,TiO2平均0.8％），低鉀拉斑玄武巖；Sr87/Sr86低（0.702～0.704）。板塊構造與巖漿作用概述巖漿系列及其分布板內(nèi)環(huán)境的巖漿作用裂谷帶的巖漿作用俯沖帶的巖漿作用碰撞造山帶的巖漿作用花崗巖與板塊構造蛇綠巖套板塊構造與巖漿作用概述巖漿系列及其分布板內(nèi)環(huán)境的巖漿作用裂谷帶的巖漿作用俯沖帶的巖漿作用碰撞造山帶的巖漿作用花崗巖與板塊構造蛇綠巖套（三）裂谷巖漿的形成1.裂谷巖石組合特點拉斑、堿性系列，少量超堿性巖組成，并隨裂解－擴張堿性降低；無論噴出或侵入，均以基性為主，可分異出少量酸性；幔源。2.巖漿形成過程裂谷巖漿的化學組成取決于熱的地幔底侵或者地幔熱柱上涌形成；地幔源區(qū)特征部分熔融深度部分熔融程度

巖漿上升速度

I、初期（陸內(nèi)裂谷形成的早期－上拱、裂解）：

上涌的熱地幔物質導致地表穹形隆起。在張應力作用下，穹窿上出現(xiàn)張性裂隙，進而發(fā)育成為正斷層。隨著地表抬升，導致強烈的剝蝕作用。較深處（80~150km）地幔橄欖巖發(fā)生低程度的部分熔融，產(chǎn)生堿性或強堿性的橄欖霞石巖、橄欖碧玄巖巖漿，甚至碳酸巖、金伯利巖巖漿，并沿著拉張斷裂迅速上升地表。II、中期（陸內(nèi)裂谷發(fā)展階段）：隨著地殼繼續(xù)拉張變薄，穹窿頂部斷裂陷落，造成典型的地塹系統(tǒng)。各地塹系統(tǒng)彼此串聯(lián)，沿著整個張裂帶延展，構成一大體連續(xù)的分枝網(wǎng)絡。熱的地幔緩慢上升到一個中等或較淺的深度上（60km），部分熔融程度提高，隨著深度和部分熔融程度不一，產(chǎn)生堿性橄欖玄武巖（10～15％）或苦橄巖漿（20％）；（1）一部分噴出地表形成溢流玄武巖（印度德干高原）；（2）另一部分聚集于地殼下部巖漿房中充分結晶分異，形成層狀侵入體和基性巖床、巖墻；（3）分異后的巖漿噴出地表，形成雙峰式火山巖。

大陸裂谷玄武巖特征：LILE富集、LREE富集，鍶初始比高（地殼混染）。III、后期（陸間裂谷向大洋轉化）：大陸在拉張作用下完全裂開，地幔物質上涌形成新洋殼。陸間裂谷進一步擴張，發(fā)展成為大洋裂谷。

熱的地幔巖漿使淺部（<30km）上局部貧化的橄欖巖發(fā)生較大程度的（20～30％）部分熔融，產(chǎn)生橄欖拉斑玄武巖漿，噴發(fā)形成洋脊拉斑玄武巖。部分巖漿在巖漿房中分異形成層狀輝長巖及伴隨的巖床、巖墻群。巖漿的堿度隨著大陸裂谷向大洋裂谷的演化而降低，就可以用拉張條件下熱地幔上升過程中地幔巖熔融深度逐漸變淺和部分熔融程度逐漸提高來解釋。拉張的構造背景有利于基性超基性巖漿活動，也有利于結晶分異作用的充分進行。板塊構造與巖漿作用概述巖漿系列及其分布板內(nèi)環(huán)境的巖漿作用裂谷帶的巖漿作用俯沖帶的巖漿作用碰撞造山帶的巖漿作用花崗巖與板塊構造蛇綠巖套主要巖石組合系列島弧拉斑系列：島弧拉斑玄武巖、島弧安山巖和少量英安巖鈣堿系列：安山巖、英安巖、高鋁玄武巖和流紋巖島弧堿性系列：堿性橄欖玄武巖、富橄玄武巖、鉀玄巖、橄欖粗安巖、粗面巖、堿流巖等；橄欖安粗巖、安粗巖氧化物成分變化范圍較寬，F(xiàn)e/Mg比較高。SiO2較高（眾數(shù)53%），K、Rb、Sr、Ba較高；Ni、Cr、REE豐度偏低；87Sr/86Sr初始值較高（0.7035-0.7060）.很少有Fe富集，SiO2較高（眾數(shù)59%），明顯地富集大離子親石元素，略富集輕稀土元素，

87Sr/86Sr初始值略高（低鉀組：0.703-0.707；高鉀組:0.704-0.710）。少有或者沒有鐵的富集，堿元素含量高，K2O隨SiO2增加急劇增長。（一）

主要巖石組合系列巖漿弧火山巖的特征1）巖漿弧的火山活動以爆裂噴發(fā)為主(和大洋中脊噴溢為主不同)，因而俯沖帶火山巖的火山碎屑物質體積占整個火山巖體積的80%以上，以此和其它構造環(huán)境火山巖區(qū)別：構造環(huán)境陸緣弧 島弧洋中脊大洋島 火山碎屑物（體積）90-99%83-98%3-6%1-39%2）由火山巖屑、侵入巖及變質巖屑構成的厚層雜砂巖、泥巖經(jīng)常與火山巖互層，是識別巖漿弧火山巖系的重要標志之一。3）在巖漿弧區(qū)，與火山巖共生的還有大量中酸性深成巖，侵入到火山巖和沉積巖中。（二）巖漿系列的水平分帶和成分極性1、分帶性隨著與海溝軸的距離和俯沖帶深度的增加，島弧巖漿巖成分具有水平分帶性。從空間上看，隨著與海溝軸部距離的增加，依次分布TH、CA、A或鉀玄巖質從時間上看，從早期開始TH就發(fā)育，而CA主要出現(xiàn)在中期，A或鉀玄巖質出現(xiàn)于晚期.（二）巖漿系列的水平分帶和成分極性2、成分極性島弧火山巖隨著海溝軸的距離和俯沖帶深度的變化，火山巖成分有規(guī)律變化的現(xiàn)象稱為成分極性（Gill，1974）橫穿島弧，LILE、REE以及元素比值顯示出遞變現(xiàn)象。(據(jù)Windley，1977修改)

大洋

大陸K,K+Na,Rb,Sr,Ba,Cs,P,Pb,U,Th,LREE,Rb/Sr,La/Yb,87Sr/86Sr（二）巖漿系列的水平分帶和成分極性3、巖漿成分與板塊構造的關系(1)火山巖成分變化與俯沖帶深度的關系

當SiO2含量一定時，K2O隨俯沖帶深度h的增大而增加，當SiO2為60%時，這種關系可表示：h=89.3w(K2O)-14.3(Condie,1973)可估算出火山巖對應的俯沖帶深度，計算結果：

TH對應的俯沖帶深度≤150km，CA：100-200km；A：>200km；（二）巖漿系列的水平分帶和成分極性（2）巖漿成分與地殼厚度變化的對應關系

據(jù)統(tǒng)計研究，當w（SiO2）量固定時，安山巖的K2O質量分數(shù)與地殼厚度（c）成正比（Condie，1973）。當w（SiO2）為60%時，K－c關系可表示為：c=18.2w(K2O)+0.45

各個系列對應的地殼厚度：

島弧拉斑系列≤20km；

島弧鈣堿系列20～30km；

島弧堿性系列≥25km俯沖深度（h）與地殼厚度（C）的關系在h不大時，C隨h加深明顯增大；當C達到一個極大值后，C隨h加深而減少。C的極大值大致出現(xiàn)在俯沖深度80～300Km的范圍內(nèi)，尤其是200-300公里深度對應的位置，恰好是弧巖漿活動劇烈的地區(qū)。巖漿成分與地殼厚度變化規(guī)律鈣堿系列反映了巖漿弧演化的成熟度

空間：初始水下?。闯墒鞃u?。墒鞃u弧-陸緣弧

時間：島弧巖漿活動序列早期拉斑－中期鈣堿－晚期鈣堿、堿性拉斑貫穿于始終，但含量由早－晚遞減鈣堿系列所占比例隨地殼厚度增大而增大（二）巖漿系列的水平分帶和成分極性4、聚斂速度對巖漿成分的影響俯沖速率的差異也會引起火山巖成分變化，閉合速率越慢，火山巖愈偏堿性。一般情況下，閉合速率為8～9cm/a，主要為拉斑（+鈣堿系列）；閉合速率為3～6cm/a，主要為鈣堿（+拉斑系列）；閉合速率<2cm/a，以堿性系列為主。俯沖帶與裂谷帶巖漿作用的重要區(qū)別在于鈣堿性巖漿的存在和巖石成分的水平分帶。熱源俯沖板片頂面摩擦生熱板片進入地幔絕熱壓縮作用，礦物相變化周圍地幔的熱傳導和放射性增熱物源俯沖的洋殼俯沖板片與仰沖板塊之間的楔狀地幔仰沖板塊的地殼（三）俯沖帶的巖漿作用過程俯沖帶與裂谷帶巖漿作用的重要區(qū)別在于鈣堿性巖漿的存在和巖石成分的水平分帶。熱源俯沖板片頂面摩擦生熱板片進入地幔絕熱壓縮作用，礦物相變化周圍地幔的熱傳導和放射性增熱物源俯沖的洋殼俯沖板片與仰沖板塊之間的楔狀地幔仰沖板塊的地殼（三）俯沖帶的巖漿作用過程（三）俯沖帶的巖漿作用過程俯沖洋殼在巖漿形成中的作用表現(xiàn)為：一、洋殼的部分熔融直接產(chǎn)生巖漿。實驗：洋殼輝長巖和閃長巖在75Km±深度的含水條件下，較高度部分熔融可產(chǎn)生拉斑玄武巖或拉斑質玄武安山巖；中度部分熔融產(chǎn)生安山巖；低度部分熔融產(chǎn)生英安巖。>75km,洋殼輝長巖轉化為榴輝巖，在含水條件下，部分熔融可發(fā)生上述情況。二、洋殼為巖漿發(fā)生提供豐富的水源。蛇紋巖（三）俯沖帶的巖漿作用過程Condie(1976)認為，在≤80Km深處，俯沖洋殼的熔融可直接產(chǎn)生島弧拉斑玄武巖巖漿。Ringwood.A.E（1981）認為，俯沖洋殼進入70～100Km深處，洋殼中基性巖大量脫水轉變?yōu)槭⒘褫x巖，水進入地幔楔引起部分熔融，產(chǎn)生含水橄欖玄武巖巖漿，它在上升過程中分異出橄欖石、鉻尖晶石，派生出島弧拉斑玄武巖－玄武安山巖。（三）俯沖帶的巖漿作用過程當洋殼俯沖到100-150km深度時，溫度增高到700-900℃，洋殼中的滑石、蛇紋石、水鎂石不穩(wěn)定而脫水，使已經(jīng)變?yōu)槭⒘褫x巖的洋殼發(fā)生帶水的部分熔融，產(chǎn)生含水富堿金屬和硅等大離子親石元素的熔漿。富硅熔漿上升與上覆地幔橄欖巖反應形成被大離子親元素所混染得橄欖石輝石巖。由于其具有很大的活動性而以底辟方式上升，上升過程中因為壓力降低而發(fā)生部分熔融，在100-60km分離出橄欖拉斑玄武巖，在60-40km分離出有玄武安山巖漿，在地殼底部或地幔上部40-20km深部形成安山巖漿。（三）俯沖帶的巖漿作用過程在大于150km的更深地帶，俯沖洋殼中的水和低熔組分大部分已經(jīng)消耗，熔融和噴發(fā)量減少。在更大深度上，俯沖巖石圈全部由強烈虧損低熔組分和不相容元素的難熔榴輝巖和橄欖巖組成，具有比地幔巖更高的初始熔融溫度，因此不可能再次充當玄武巖的巖漿源，巖漿析出基本停止。俯沖帶巖漿的形成是一個復雜的過程。控制巖漿發(fā)生的根本原因是大洋巖石圈板塊的俯沖作用，它提供了充足的水和部分巖漿源巖物質。并且，俯沖深度決定了洋殼脫水礦物成分、脫水量和部分熔融程度的系統(tǒng)變化，產(chǎn)生了巖漿的成分極性。而洋中脊不能產(chǎn)生安山巖漿，是由于那里沒有俯沖的洋殼，因而地幔巖的部分熔融幾乎是在無水條件下發(fā)生的。威利等（1976）指出地幔橄欖巖必須在飽和水的條件下（含10%-20%的溶解的水）才能產(chǎn)生安山巖漿。板塊構造與巖漿作用概述巖漿系列及其分布板內(nèi)環(huán)境的巖漿作用裂谷帶的巖漿作用俯沖帶的巖漿作用碰撞造山帶的巖漿作用花崗巖與板塊構造蛇綠巖套1、構造疊加改造的多期復雜的構造－巖石組合2、以巖漿侵入作用為主導3、造山期后上疊斷陷盆地中的火山作用4、構造背景和巖漿起源復雜板塊構造與巖漿作用概述巖漿系列及其分布板內(nèi)環(huán)境的巖漿作用裂谷帶的巖漿作用俯沖帶的巖漿作用碰撞造山帶的巖漿作用花崗巖與板塊構造蛇綠巖套（一）花崗巖的成因分類及巖石系列花崗巖的成因類型和構造環(huán)境一直是地球科學研究中具有重要理論和實際意義的問題。早期僅從巖相學意義上的產(chǎn)出深度進行分類。后來，人們開始將花崗巖類的形成和分布與區(qū)域大地構造演化聯(lián)系起來。20世紀70年代前后，花崗巖類的分類從花崗巖成巖物質的來源的角度進行劃分，其代表主要有Chappell和White劃分的I型和S型分類以及后來的Ｍ型和Ａ型分類。我國的徐克勤等則分出陸殼改造型、同熔型和幔源型。90年代以來，由于越來越多的證據(jù)表明，S型和I型花崗巖在化學成分、同位素成分上發(fā)生重疊，而且這兩種類型花崗巖中均存在巖漿型包體，表明有許多的鎂鐵質巖漿和/或其他火成源的巖漿卷入了兩類花崗巖漿。因此,Castro等提出了混源(Ｈ)型花崗巖的概念，建議用Ｈ型花崗巖來代替Ｉ型花崗巖。20世紀70年代前后，從花崗巖成巖物質的來源的角度進行花崗巖的分類，主要有：Chappell（1974）和White（1978）“I”型－直接由巖漿熔融而成（閃長巖、石英閃長巖、英云閃長巖、花崗閃長巖）“S”型－地表風化的沉積巖或來自上地殼源物質熔融（花崗閃長巖、二長花崗巖、花崗巖）“I”

型“S”型SiO2＞53％＞60％貧鋁、貧鉀、富鈣(CaO＞3.7％)、富鈉(Na2O＞2.2％)富鋁、富鉀（5%）、貧鈣(CaO）貧鈉（Na2O)ACNK(Al2O3/Na2O+K2O+CaO)＜1.1角閃石＞1.1白云母、堇青石、矽線石等87Sr/86Sr0.704－0.707或者＜0.705＞0.707White（1979）進一步從“I”型花崗巖中劃分出“M”型花崗巖“M”型－由地幔物質部分熔融分異形成的花崗巖（斜長花崗巖、石英閃長巖、英云閃長巖）。ACNK(Al2O3/NaO2+K2O+CaO)＜1.0，n(87Sr)/n(86Sr)i＜0.705，δ(18O)＜9％，（1）直接來源于地幔；可能是玄武質巖漿結晶分異或玄武巖的部分熔融（2）可能是大洋板塊向地幔俯沖時，下插的洋殼鎂鐵質巖在含水條件下的部分熔融而成，且其受地殼混染程度弱，因而多零星產(chǎn)于島弧區(qū)，與島弧火山巖共生；Collins(1982)提出“A”型花崗巖，是長英質麻粒巖經(jīng)部分熔融產(chǎn)生的?！癆”型花崗巖－指堿性的、無水的花崗巖。主要包括：堿性花崗巖、堿長花崗巖、正長花崗巖、石英正長巖等；常見于穩(wěn)定大陸區(qū)裂谷帶非造山環(huán)境和造山期后的伸展環(huán)境；(Al2O3/NaO2+K2O+CaO)＞1.0，n(87Sr)/n(86Sr)i和δ(18O)與“I”、“S”及“M”型花崗巖相當；其明顯不同于其它花崗巖的是富硅、堿，貧鈣和鋁，Rb、Th、Ta、Nb、Zr、Hr、Ga、Y、REE和F高，相對貧Sr、Ba和過渡族元素，常具明顯的銪負異常；高n(Ga)/n(Al)值是其重要特征。Castro（1991）等提出了“Ｈ”(混源)型花崗巖

主要為長英質和鎂鐵質兩種巖漿相互混合形成的過渡型巖石，可包括絕大多數(shù)的“I”型和“S”型花崗巖。

根據(jù)“S”和“M”型兩端元花崗巖的混合比例，進一步可劃分出“Hs”型、“Hsm”型和“Hm”型花崗巖。

“Hs”型：為長英質端元（S型）的混合－混合花崗巖，過鋁質、含變質殘留體－碰撞造山帶“Hsm”型：S-M等量混合“Hm”型：以鎂鐵質為主的混合－活動陸緣J.P.Pearce(1984)據(jù)巴爾巴林（Barbarin,1990，1999）(Barbarin,1990)殼源（大陸碰撞）混合源（俯沖、轉換）幔源（洋脊、裂谷）(Barbarin,1990)殼源（大陸碰撞）混合源（俯沖、轉換）幔源（洋脊、裂谷）(Barbarin,1990)殼源（大陸碰撞）混合源（俯沖、轉換）幔源（洋脊、裂谷）據(jù)Mnaiar&Piccoli,198920世紀90年代以來人們已認識到大多數(shù)花崗巖是地殼和地幔相互作用的產(chǎn)物；

地幔、地殼相互作用：可以是底侵、拆沉或俯沖等多種形式。

花崗巖形成與大地構造環(huán)境的關系——反映了大地構造演化某一階段殼幔相互作用的聯(lián)系。

花崗巖成分變化的影響因素

花崗巖的成分變化除受構造環(huán)境影響以外，還受以下主要因素制約:(1)不同的源巖成分;(2)不同的熔融條件;(3)基性和酸性組分之間的化學和物理反應;(4)地殼混染;(5)巖漿演化機理等。（一）花崗巖的成因分類及巖石系列（二）與裂谷帶有關的花崗巖非造山的“A”型花崗巖，發(fā)育于裂谷帶?？赡艿男纬煞绞?1）上地幔（尤其富集上地幔）低度熔融，直接形成堿性橄欖玄武巖漿，再分異；2）上地幔熔融的玄武巖漿，在高壓下分離結晶出富鋁輝石后，變?yōu)閴A性玄武巖漿，再分異；3）上地幔部分熔融底辟上升，使下地殼熔融，混熔、混染形成堿性花崗巖（一般規(guī)模較小，多呈巖株狀侵位于大陸地殼）。（三）俯沖帶的花崗巖1、俯沖帶花崗巖的水平分帶性和成分極性

在同一俯沖帶，花崗巖的分布與火山巖一樣具有相似的水平分帶，即由海溝向大陸方向，花崗巖成分中：K2O/Na2O、K2O/SiO2及SiO2含量遞增，巖體年齡依次變新；

海溝

大陸

石英閃長巖花崗閃長巖花崗閃長巖石英二長巖花崗巖中生代早第三紀晚第三紀安

第

斯

弧我國西藏雅江－岡底斯山：石英閃長巖石英二長閃長巖英云閃長巖花崗閃長巖石英二長巖花崗巖110-80Ma70-40Ma40-10Ma雅江岡底斯北部（三）俯沖帶的花崗巖2、成因

俯沖帶花崗巖的形成與俯沖消亡洋殼的脫水和洋殼上覆地幔楔的部分熔融及地殼混染有關?！癐”“M”型花崗巖是較大深度的下地殼、或有幔源物質參與而形成：①俯沖帶上升的熱流體加入無水下地殼，使其部分熔融產(chǎn)生；②在島弧鈣堿系列巖漿形成過程中，經(jīng)分離結晶作用產(chǎn)生。③幔源巖漿在莫霍面附近或下部地殼中侵位，引起覆蓋其上的中、下部地殼及有島弧拉斑玄武巖和鈣堿性巖石組成的火成巖地殼部分熔融產(chǎn)生。④幔源的玄武質和安山質巖漿與地殼或地殼熔體混合；“S”型花崗巖的形成：①俯沖作用引起的高地溫梯度和花崗質地殼的不斷增厚使得地殼在不大深度上發(fā)生部分熔融形成花崗巖；②俯沖導致地殼橫向縮短、陸殼逆沖疊置，使地殼發(fā)生重熔；③被動陸緣向活動陸緣演化過程中，海溝－島弧間巨厚沉積物深埋地下，或被拖入俯沖帶發(fā)生局部熔融。造山帶地殼急劇加厚(地殼疊置、陸緣沉積體的疊置），強烈的構造熱、動力作用（四）碰撞帶的花崗巖板塊構造與巖漿作用概述巖漿系列及其分布板內(nèi)環(huán)境的巖漿作用裂谷帶的巖漿作用俯沖帶的巖漿作用碰撞造山帶的巖漿作用花崗巖與板塊構造蛇綠巖套Brongniart（1813）首次提出了“蛇綠巖套”（Ophiolite）的概念；1827年他指出：蛇綠巖套是具有蛇紋石基質以及被其包裹的氧化鐵或其他浸染狀副礦物的、致密構造，而不是片狀構造的一大套巖石。蛇綠巖套是具蛇紋石化特征的鎂鐵質－超鎂鐵質巖組合。（一）概念及發(fā)展，巖石組合1927年，Steinmann在蛇綠巖研究歷史中作出重大的貢獻，提出“三位一體”蛇綠巖套概念?！叭灰惑w”的蛇綠巖套：

主要由蛇紋石化橄欖巖和少量輝長巖、玄武巖組成的巖石組合，與深海遠洋沉積的放射蟲硅質巖密切共生。Hess（1955）建議將蛇紋巖、基性火山巖、燧石巖的組合稱“斯特曼三位一體”，表示它們是緊密的共生組合系列，代表消失了的洋殼殘片。1959年Brunn首次提出把蛇綠巖的研究與大西洋中脊進行類比。1973年，都城秋穗對特羅多斯蛇綠巖的洋殼屬性首先提出了異議，認為是島弧中形成的，隨之有了蛇綠巖的多樣性（R.G.Coleman，1977）。1972年9月，在美國召開的彭羅斯（Penrose）蛇綠巖會議上，賦予蛇綠巖一詞如下含義：1）是可與洋殼對比的特定的鎂鐵質至超鎂鐵質巖的巖石組合；2）發(fā)育完整的蛇綠巖層序由下而上包括變質橄欖巖、堆積雜巖、席狀鎂鐵質巖墻群和枕狀鎂鐵質火山雜巖；

3）伴生的巖石類型包括上覆沉積層序中的條帶狀硅質巖、頁巖夾層和少量灰?guī)r，通常與純橄欖巖伴生的豆莢狀鉻鐵巖，以及富Na的長英質侵入和噴發(fā)巖；可填圖的巖石單元之間通常為斷層接觸，完整剖面可能缺失。因此，蛇綠巖可以是不完全的，肢解的或變質的。4）蛇綠巖不應作為一種巖石名稱或填圖單元；最后Penrose會議上還特別強調指出，雖然蛇綠巖一般被解釋為洋殼和上地幔，但該術語的應用不受其成因支配。層狀堆晶巖橄欖輝長巖輝石巖橄欖巖①②塊狀－非堆積深成巖閃長巖斜長花崗巖輝長巖鎂鐵質席狀-巖墻狀雜巖③枕狀、塊狀基性熔巖④深海沉積（放射蟲硅質巖）或深海扇淺海沉積不整合面蛇綠巖套剖面示意圖變質超鎂鐵質巖變質橄欖巖。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。世界不同地區(qū)的蛇綠巖

現(xiàn)代蛇綠巖概念——是一個巖石組合術語，它包括了洋殼和上地