安山岩的成因

地幔与地壳混合型 地壳中未经风化的火成岩 地壳中经过风化的沉积岩 地幔玄武岩浆演化、或玄武岩浆 上升后，受地壳不同程度混染 或亏损地壳熔融的产物
2）构造背景 造山花岗岩 过渡型花岗岩 非造山花岗岩
不同成因类型花岗岩的特征
不同成因类型花岗岩的特征
Table 18-3. The S-I-A-M Classification of Granitoids SiO2 K2O/Na2O Type M 46-70% low Ca, Sr high A/(C+N+K)* low Fe3+/Fe2+ low Cr, Ni low 18O <9
问题：大花岗岩基的空间问题？
• 交代成因的花岗岩： 是指先存在的岩石基本
上在固态的情况下由交代作用转变而成——原地 花岗岩；形成机制更接近变质作用，也称花岗岩 化作用
2、岩浆花岗岩形成的主要观点
• 结晶分异作用（Bowen，1948）：存在，
但规模小。层状和环状岩体晚期分异物
• 混合化作用（Daly，1914，1933）：通过同化作
1.俯冲洋壳脱水，上 升交代上覆地 幔楔； 2.俯冲洋壳到30Km 以下，发生相 变：玄武岩、 辉长岩转变成 榴辉岩。 3.地幔楔橄榄岩被交 代形成辉石岩 4.变质的洋壳和地幔 楔物质部分熔 融形成安山岩 岩浆。 (A) 角闪石脱水 (B) 金云母脱水
4、岛弧钙碱性安山岩形成的模式 Island Arc Petrogenesis
A
high 77%
Na2O high
low
var peralkaline
var
low
var
var
Misc Petrogenesis Low Rb, Th, U Subduction zone Low LIL and HFS or ocean-intraplate Mantle-derived high LIL/HFS Subduction zone med. Rb, Th, U Infracrustal hornblende Mafic to intermed. magnetite igneous source variable LIL/HFS Subduction zone high Rb, Th, U biotite, cordierite Supracrustal Als, Grt, Ilmenite sedimentary source low LIL/HFS Anorogenic high Fe/Mg Stable craton high Ga/Al Rift zone High REE, Zr High F, Cl
非造山型 大陆 裂谷 热点
洋中 脊， 洋岛
大洋 岛弧
大 陆 弧
（2）花岗岩形成构造环境的主要元素判别 Maniar和Piccoli（1989）提出的方法
不 同 成 因 类 型 花 岗 岩 的 特 征
4、不同构造背景的花岗岩质岩石组合
• 大洋中脊斜长花岗岩 • 洋-洋会聚环境的花岗岩组合
辉长岩-石英闪长岩-石英二长闪长岩-花岗闪长岩二长花岗岩-正长花岗岩
3、安山岩成因的主要观点
• 高MgO安山岩是由幔源原生岩浆形成的
• 拉斑系列的安山岩是由幔源拉斑玄武质原生岩 浆经分离结晶作用形成的 • 岛弧钙碱性安山岩的形成则不能用简单的源区 物质的部分熔融或简单的分离结晶模式来 解释，而应与岛弧环境的特殊地质背景有关。
4、岛弧钙碱性安山岩的形成模式 Island Arc Petrogenesis
第六章 火成岩组合与成因
二、 安山岩的成因
• • • • 安山岩成因复杂性的原因 安山岩成因研究中所要考虑的因素 安山岩成因的主要观点 岛弧钙碱性安山岩形成的模式
1、安山岩成因复杂性的原因
一般认为安山岩是多成因的：
（1）与玄武岩一样，安山岩也可以出现在不同的构造环境，
除俯冲带环境外，还产于大洋中脊和板内裂谷等非造山环境；
第六章 火成岩组合与成因
三、花岗岩类岩浆的成因及其类型
• • • • 岩浆成因与交代成因 岩浆花岗岩形成的主要观点 花岗岩的成因类型及特征 不同构造背景的花岗岩质岩石组合
1、岩浆成因与交代成因
• 岩浆成因的花岗岩类： 由岩浆侵位冷凝形成，
经历了从岩浆源区分凝、上升迁移到异地就位的 过程——异地花岗岩
• 非造山大陆伸展环境的花岗岩组合-A型花岗岩
• 太古宇英云闪长岩组合（TTG）
• 大洋-大陆会聚环境的花岗岩组合 造山期花岗岩 造山后花岗岩
87
Sr/86Sr
< 0.705
I
53-76%
low
high in mafic rocks low
low: metal- moderate uminous to peraluminous high metaluminous low
low
<9
< 0.705
S
65-74%
high
high
>9
> 0.707
3、花岗岩的成因类型及特征
• 花岗岩成因复杂的因素
1）物质来源的多样性： 地壳内部的不同结构层 消减带的消减洋壳和地幔楔形区 2）产出构造背景的多样性： 岛弧造山带 活动大陆边缘 大陆碰撞带 陆内造山带 大陆裂谷带 大洋中脊
• 花岗岩成因类型划分的依据及类型
1）物质来源 M型I型-CI S型-CS A型-
（ 2 ）安山岩的化学成分具较大的变化范围。如低 MgO 和
高 MgO 安山岩； AFM 图上表现为拉斑系列和钙碱性系列； SiO2-K2O变异图上具有低钾、中钾、高钾类型。
（ 3 ）安山岩的同位素组成也有较大的变化范围，表明安
山岩的源区物质来源有幔源、壳源或壳幔混合源之分。
岛弧火山岩的岩石化学特征
* molar Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)
Data from White and Chappell (1983), Clarke (1992), Whalen (1985)
基于构造背景的花岗岩分类
造山型
花岗质岩 浆产生的 模式—— 岩浆底侵
过渡型 大陆 碰撞 带 造山后 抬升/ 崩塌
用或混合作用形成的混杂岩浆的过程。只能形 成偏中性的花岗岩类岩浆，而不可能形成大型 岩基
• 深熔作用或部分熔融作用：认为花岗质岩浆主要
是由中、下地壳的岩石部分熔融形成的。 证据：
Βιβλιοθήκη Baidu
• 证据： 1）分布：大陆区和消减带大陆一侧 2）高级变质区：花岗质脉体的形成 3）Q-Ab-Or体系实验：
4）花岗质岩石的元素 和同位素组成：主要 来自于地壳，而不是 上地幔
岛弧地区安山岩的REE 和Sr-Nd同位素特征－ －变化大，说明岩浆源 区和岩石成因的复杂性
2、安山岩成因研究中所要考虑的因素
• 安山岩产出的构造环境：如分布于洋脊与裂谷环境的安山岩和
岛弧与陆缘环境的安山岩在岩石系列、组合及化学成分上存在明显
差异。 • 洋脊与裂谷环境：为拉斑系列，以拉斑玄武岩和玄武安山岩为主， 化学成分变化与结晶分异演化趋势一致，同位素组成上具有幔源岩 浆的特点; • 岛弧环境：以钙碱性系列为主，少量拉斑系列的安山岩。岩石组合 为：钙碱性玄武岩、安山岩及大量的英安岩和流纹岩。地球化学研 究显示，它们与简单的幔源岩浆分异趋势不吻合 • 高温高压熔融实验研究结果：地幔橄榄岩和下地壳玄武岩部分熔融 均不可能形成上述岩浆（高MgO安山岩除外）