花岗岩构造环境

图14 阿巴拉契亚山脉北部(美国和加拿 大)同碰撞期和后碰撞期形成的长英质火 成岩Rb-(Y+Nb)判别图解
数据投在 三联点周 围，只有 少数几个 例子投在 碰撞区内。
图15 华力西期西欧带和阿尔卑斯高喜马 拉雅山脉同碰撞期和后碰撞期形成的长英 质火成岩和Rb-(Y+Nb)判别图解。
图16 中欧华力西造山带碰撞晚期到后碰撞 期的长英质火成岩的Rb-(Y+Nb)判别图解。 FEA为Fichtelgebirge-Erzgebirge复背斜。
相关的伴生岩石 变质岩的 火山岩的 镁铁质的
包体 捕掳体 残留体 长英质微晶(粒)包 体 镁铁质微晶(粒)包 体 分异作用
0
0 0 + + + 0 分离结晶作用
过程
含角闪石钙-碱 富钾钙-碱性 性花岗岩类 花岗岩类 (ACG) (KCG) （淡色花岗岩） （花岗岩） 花岗岩 花岗闪长岩 花岗闪长岩 英闪岩 石英闪长岩 辉长岩
1. 大洋弧的花岗岩无一例外地落在VAG中； 2. 大陆弧环境要非均匀得多，尽管多数数据投 在VAG中，但与WPG和COLG区有重叠； 3. 影响数据重叠因素：岩套的分异趋势，源岩 的性质、构造伸展作用。
图10 来自大洋板块内构造环境的长英 质火成岩的Rb-(Y+Nb)判别图解。
图11 大陆板内构造环境(碱性环状杂岩体 和活动裂谷)中长英质火成岩的Rb-(Y+Nb) 判别图解。
洋中脊拉斑质 花岗岩类 (RTG) 斜长花岗岩 奥长花岗岩 英闪岩 辉长岩
过碱和碱性 花岗岩类 (PAG)
碱性花岗岩 碱性正长岩 正长岩 花岗岩 （辉长岩） （斜长岩） 0 碱性熔岩
0 酸性熔岩 （凝灰岩） 石英闪长岩 辉长岩 （暗拼岩） (appinites)
0 安山岩和英安 岩 辉长岩 （大量的）
与俯冲有关花岗岩 1. 大部分投在VAG 2. Rb值变化范围大(反映大陆物质 污染)
图3 不同成熟度大洋岛中长英质火成岩 的Rb-(Y+Nb)判别图解。NW，纽芬兰
图4 来自复杂的由洋向大陆弧过渡的中 长英质火成岩的Rb-(Y+Nb)判别图解，包 括一个大洋弧后盆地环境的典型实例。
洋时 向间 大或 陆空 环间 境上 过从 渡大
中国花岗岩地质调查与 研究高级研讨班
内容介绍
2002年2月1日
会议名称：中国花岗岩地质调查与研究高级研讨班
会议日期：2001年11月25日-12月2日
参加人员：各业务中心、项目办、各省地调院，约150人 我所人员：于海峰、陆松年、张文秦、苗培森、辛厚田、钟长汀
会议主要内容： 1、专题讲座： （1）当代花岗岩石学定量研究方法 马昌前 （2）火成岩的分类命名和相关术语与名词 邓晋福 （3）花岗岩研究的同位素地球化学方法 洪大卫 （4）花岗岩岩浆混合作用的识别与研究方法 莫宣学 （5）花岗岩构造环境判别方法 肖庆辉 （6）花岗岩与成矿关系-以秦岭为例 卢欣祥 （7）花岗岩同位素地质工作方法 李志昌 （8）花岗岩定位机制研究方法 王涛 （9）黄陵花岗岩 马大铨 （10）花岗岩类岩浆作用与成矿作用的关系 汪雄武 2、学术交流：近20人交流了有关地区花岗岩研究成果 3、野外考查：圈椅塘地区太古代TTG、元古代孔兹岩系、震旦系、 基性岩墙群
花岗岩类类型和构造环境
Barbarin (1999) 根据花岗岩类的矿物组合，它们 的野外和岩石特性，定位特点，以及地球化学和同位素 特征，将花岗岩类划分为以下七种类型: 1．含白云母过铝质花岗岩类(MPG)； 2．含堇青石及富黑云母过铝质花岗岩类(CPG)； 3．富钾及钾长石斑状钙-碱性花岗岩类(KCG); 4．含角闪石钙-碱性花岗岩类(ACG)； 5．岛弧拉斑玄武质花岗岩类(ATG)； 6．洋中脊拉斑玄武质花岗岩类(RTG)； 7．过碱性及碱性花岗岩类(PAG)。
3. 影响因素：复杂的或多阶段的造
山运动使不同构造源区的源岩发生混合， 特别是COLG、VAG； 分异作用可以产生跨越边界的趋势，特 别是VAG到LOPG的边界
4. 前景：单独使用用途不大；
结合其它方法，如测年，地质评价等方 法仍有一定价值。
第一节 巴尔巴林 (Barbarin)的构造环 境判别方法
花岗岩类型与构造环境
CPG－－分散在山脉核心地带 MPG－－定位在横切厚地壳的横推剪切 逆冲带上 ACG，ATG－－定位在俯冲带上 RTG－－洋中脊 PAG－－大陆上隆和裂谷地带 KCG－－指示的是一个构造体制转化，而不是 特定构造环境从挤压碰撞体制转换成拉张体制的 过程中，与PAG和ACG伴生。
图5 来自大陆边缘的弧-陆增生带(北美科 迪勒拉带)长英质火成岩的Rb-(Y+Nb)判别 图解。BC，不列颠哥伦比亚；Cal，加里 福尼亚。
大陆弧复杂性：
1. 大陆弧除俯冲以 外还有弧-弧， 弧-陆碰撞；
2. 活动范围大、宽， 岩浆作用可能跨 过不同地壳域。
图6 来自大陆边缘(南美－南极洲的科迪 勒拉带)长英质火成岩的Rb-(Y+Nb)识别。 AVZ，安第斯山Austrl 火山岩带。Rb(Y+Nb)判别图解。
图17 在后碰撞期拉伸作用期间形成的 长英质火成岩的Rb-(Y+Nb)判别图解。
图18 澳大利亚东部塔斯曼造山省的长英 质火成岩的Rb-(Y+Nb)识别图。
塔 斯 曼 造 山 带
结 论
1.花岗岩的微量元素成分在很大程度上与 构造环境相关，但这种方法不是十分安全 的，而且只能作为解释火成岩成因的、众 多方法中的一种。 2. Pearce花岗岩鉴别方法，有很多不足之 处，一般不适合大陆花岗岩构造环境的判 别，特别是火山弧和大陆碰撞花岗岩。
花岗岩的类型和它们的来源及地球 动力学环境的关系
花岗岩类类型 含白云母过铝质花岗岩类 含堇青石过铝质花岗岩类 富钾钙碱性花岗岩类 （高钾-低钙） 含角闪石钙碱性花岗岩类 （低钾-高钙） 岛弧拉斑玄武质花岗岩类 洋中脊拉斑玄武质花岗岩类 过碱性及碱性花岗岩类 ATG RTG PAG 幔源 拉斑玄武质钙碱性 和过碱性花岗岩类 大洋扩张或 大陆的隆起作用和 裂谷作用 ACG MPG CPG KCG 来源 壳源 过铝质花岗岩类 混合源 （地壳+地幔） 偏铝质和钙碱性 花岗岩类 俯冲作用 转换机制 大陆碰撞 地球动力学环境
+++ 丰富
别不 特同 征类 型 花 岗 岩 类 的 化 学 、 判
(C) 主要元素和同位素
化 学
铝饱和指数 A/KCN克分子
Al2O3 CaO Na2O K2O FeOt+MgO+MnO Fe3+/(Fe3++Fe2+) FeOt/(FeOt+MgO)
87Sr/ 86Sr
含白云母过铝花 岗岩类(MPG)
1. 大洋环境中生代板内花岗岩无一 例外地投到了WPG区内； 2. 大陆板内岩浆环境复杂，与 COLG、VAG区重叠； 3. 时间上、空间上与会聚边界密切 相关的伸展花岗岩可投在WPG、 VAG和COLG区内(取决于源岩)
最难和最复杂的碰撞构造环境
影响因素：
1. 碰撞花岗岩是在逆冲、区域变质和变形高 峰之后达60Ma才形成 2. 碰撞造山带局部存在挤压和伸展事件，或 形成挤压和伸展域 3. 大陆碰撞作用是分阶段进行的，只有插入 的大洋消亡时才能发生碰撞
含角闪石钙碱性花岗岩类 (ACG) CNK>A>NK <1 ++ +++ ++ ++ +++
洋中脊拉斑质 花岗岩(RTG)
过碱和碱性 花岗岩(PAG) A≤NK 碱性
++ ++ ++ +++ ++
++ ++ +++ + ++
+ + +++ +++ ++
++
0.8-1.0 0.706～0.712
+++
图7 来自大陆边缘(欧洲西部－北美东部 晚元古代和早古生代构造带 ) 长英质火成 岩的Rb-(Y+Nb)判别图解。
图8 来自大陆内和后弧伸展盆地的长英质火 成岩的Rb-(Y+Nb)判别图解。PNG，巴布亚 新几内亚；Cal，加里福尼亚。
1.环太平洋边 缘地区 2. 因后期伸展 作用使源区发 生重叠
(B) 野 外 及 岩 石
岩不 石同 学类 判型 别花 特岗 征岩 类 的 矿 物 学 、
岩石学
岩石类型
含白云母过铝花 岗岩类(MPG) 淡色花岗岩 （花岗岩）
含堇青石过铝花 岗岩类(CPG) （淡色花岩） 花岗岩 花岗闪长岩 （石英闪长岩） 混合岩、深融岩 0 石英闪长岩（暗 色花岗闪长岩） 0～+ +++ 0～+ + 分离结晶作用或 残留体的非混合 作用
对目前应用最广的 Pearce 花岗岩构造 环境判别的评述
根据250个已知花岗岩构造环境和3500 个分析数据，进行检验的结果。
图1 来自与俯冲作用无关的洋脊的长 英质火成岩的Rb-(Y+Nb)ORG
图2 来自与俯冲作用有关的弧后盆地和超级俯冲 带中脊的长英质火成岩Rb-(Y+Nb)判别图解。NF， 纽芬兰； Q，魁北克；NB，新不伦瑞克；HDZ， Humber-Dunnage带。
含堇青石过铝花 岗岩类(CPG)
A≥CNK ≥1
+++ + ++ ++ + + <0.8 0.706～0.760 -4～-17 +10～+14 -12～+2 +++ + ++ +++ ++ + <0.8 >0.708 -6～-9 +10～+13
εNd δ18O(‰) δ34S(‰)
富钾钙-碱性 花岗岩类 (KCG)
0 含橄榄石的拉 斑玄武岩 辉长岩 （大量的）
辉长岩 （大量的）
注： 0 缺失；
+ + + ++
分离结晶作用 和岩浆混合作 用
+ 0 + +++
强烈的分离结 晶作用和岩浆 混合作用
+ 0 + +++ 极端的分离结 晶作用
+ 0 + +
极端的分离结 晶作用和低固 相线的相互作 用
+ 稀少；
++ 一般；
中国地质调查局花岗岩地质研究室 宜昌地质矿产研究所 国土资源部信息中心
为什么要研究构造环境
1. 解决花岗岩成因的关键，推断一个造山 带的构造发展历史； 2. 探索大陆地壳生长的基础； 3. 花岗岩构造环境划分是当代 花岗岩研究 前沿； 4. 中国花岗岩形成复杂，原因多样，是探 索花岗岩构造环境的理想地区； 5. 为大地调总结提供知识储备，为总结花 岗岩带成因、就位方式及其成矿。
+++ ++ ++ ++ ++ ++ +++ +++ +++ +++ + 0 0 0 0 + 0 0 0 + ++ 0 0 0 0 + ++ ++ + ++ 0 ++ +++ + + + + + + ++ 0 + ++ ++ ++ 15-40 15-30 20-50 20-50 0-10 （0：缺失；+：稀少；++：一般；+++：丰富）
<0.8 0.706～0.708
+++
>0.8 ≤0.704
++
>0.8 0.704～0.712
-4～-9 +5～+10 +5～+20
-
-
注： ＋：低； ＋＋: 中等； ＋＋＋: 高
不同类型花岗岩类所具有的代表 性矿物及岩浆来源
此图表示各种类型花岗岩类、它们的AFM矿物组合 以及每一类型中地壳及地幔物质所占比例的简图
图12 大陆板内构造环境(大陆溢流玄武岩 构造省减薄大陆壳)中长英质火成岩的 Rb-(Y+Nb)判别图解。
图13 从美国加里福尼亚州西部到科罗拉多州弧 后的大陆拉伸环境向大陆裂谷环境转换的长英 质火成岩 Rb-(Y+Nb) 判别图解。 (a) 渐新世到早 中新世岩石；(b)中新世到全新世岩石。
板 内 花 岗 岩 小 结
图9 在一个Baja加里福尼亚(墨西哥西部)到TransPecos(得克萨斯)东部的剖面中具有大陆弧岩浆作 用的衰退期特性的长英质火成岩的Rb-(Y+Nb)判图 解。SMO，Sierra Madre Occidental; MBRP， 墨西哥盆山省；TPMP，Trans-Pecos岩浆省。
火山弧的小结
不同花岗岩类类型的矿物学、 岩石学判别特征
(A)主要矿物组合 类 型 矿 物 黑云母 白云母 堇青石 夕线石-红柱 石 角闪石 辉石 磷灰石 锆石 独居石 石榴石 电气石 褐帘石 榍石 钛铁矿 磁铁矿 斜长石-An% MPG + +++ 0 0 0 0 +++ + + ++ +++ 0 0 + 0 0-20 CPG +++ + ++ + 0 0 KCG +++ + 0 0 + 0 ACG ++ 0 0 0 +++ ++ RTG + 0 0 0 +++ ++ PAG ++ + 0 0 碱性角闪石 碱性辉石