花岗岩构造环境.ppt

中国花岗岩地质调查与中国花岗岩地质调查与研究高级研讨班研究高级研讨班2002年年2月月1日日内容介绍内容介绍参加人员：参加人员：各业务中心、项目办、各省地调院，约各业务中心、项目办、各省地调院，约150人人我所人员：我所人员：于海峰、陆松年、张文秦、苗培森、辛厚田、钟长汀于海峰、陆松年、张文秦、苗培森、辛厚田、钟长汀会议日期：会议日期：2001年年11月月25日日-12月月2日日会议名称：会议名称：中国花岗岩地质调查与研究高级研讨班中国花岗岩地质调查与研究高级研讨班会议主要内容：会议主要内容：1 1、专题讲座：、专题讲座：（1 1）当代花岗岩石学定量研究方法）当代花岗岩石学定量研究方法 马昌前马昌前 （2 2）火成岩的分类命名和相关术语与名词）火成岩的分类命名和相关术语与名词 邓晋福邓晋福 （3 3）花岗岩研究的同位素地球化学方法）花岗岩研究的同位素地球化学方法 洪大卫洪大卫 （4 4）花岗岩岩浆混合作用的识别与研究方法）花岗岩岩浆混合作用的识别与研究方法 莫宣学莫宣学 （5 5）花岗岩构造环境判别方法）花岗岩构造环境判别方法 肖庆辉肖庆辉 （6 6）花岗岩与成矿关系）花岗岩与成矿关系-以秦岭为例以秦岭为例 卢欣祥卢欣祥 （7 7）花岗岩同位素地质工作方法）花岗岩同位素地质工作方法 李志昌李志昌 （8 8）花岗岩定位机制研究方法）花岗岩定位机制研究方法 王涛王涛 （9 9）黄陵花岗岩）黄陵花岗岩 马大铨马大铨 （10 10）花岗岩类岩浆作用与成矿作用的关系）花岗岩类岩浆作用与成矿作用的关系 汪雄武汪雄武2 2、学术交流：近、学术交流：近2020人交流了有关地区花岗岩研究成果人交流了有关地区花岗岩研究成果3 3、野外考查：圈椅塘地区太古代、野外考查：圈椅塘地区太古代TTGTTG、元古代孔兹岩系、震旦系、元古代孔兹岩系、震旦系、基性岩墙群基性岩墙群中国地质调查局花岗岩地质研究室中国地质调查局花岗岩地质研究室宜昌地质矿产研究所宜昌地质矿产研究所国土资源部信息中心国土资源部信息中心为什么要研究构造环境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解决花岗岩成因的关键，推断一个造山带的构造发展历史；造发展历史；2.探索大陆地壳生长的基础；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构造环境划分是当代花岗岩研究前沿；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；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。成因、就位方式及其成矿。对目前应用最广的Pearce 花岗岩构造环境判别的评述根据根据250个已知花岗岩构造环境和个已知花岗岩构造环境和3500个分析数据，进行检验的结果。个分析数据，进行检验的结果。图图1来自与俯冲作用无关的洋脊的长来自与俯冲作用无关的洋脊的长英质火成岩的英质火成岩的Rb-(Y+Nb)判别图解。判别图解。只有与俯冲无关只有与俯冲无关花岗岩才能投在花岗岩才能投在ORG图图2来自与俯冲作用有关的弧后盆地和超级俯冲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带中脊的长英质火成岩Rb-(Y+Nb)判别图解。判别图解。NF，纽芬兰；，纽芬兰；Q，魁北克；，魁北克；NB，新不伦瑞克；，新不伦瑞克；HDZ，Humber-Dunnage带。带。与俯冲有关花岗岩与俯冲有关花岗岩1.大部分投在大部分投在VAG2.Rb值变化范围大值变化范围大(反映大陆物质反映大陆物质污染污染)图图3不同成熟度大洋岛中长英质火成岩不同成熟度大洋岛中长英质火成岩的的Rb-(Y+Nb)判别图解。判别图解。NW，纽芬兰，纽芬兰图图4来自复杂的由洋向大陆弧过渡的中来自复杂的由洋向大陆弧过渡的中长英质火成岩的长英质火成岩的Rb-(Y+Nb)判别图解，包判别图解，包括一个大洋弧后盆地环境的典型实例。括一个大洋弧后盆地环境的典型实例。时时间间或或空空间间上上从从大大洋洋向向大大陆陆环环境境过过渡渡图图5来自大陆边缘的弧来自大陆边缘的弧-陆增生带陆增生带(北美科北美科迪勒拉带迪勒拉带)长英质火成岩的长英质火成岩的Rb-(Y+Nb)判别判别图解。图解。BC，不列颠哥伦比亚；，不列颠哥伦比亚；Cal，加里，加里福尼亚。福尼亚。大陆弧复杂性：大陆弧复杂性：1.大陆弧除俯冲以大陆弧除俯冲以外还有弧外还有弧-弧，弧，弧弧-陆碰撞；陆碰撞；2.活动范围大、宽，活动范围大、宽，岩浆作用可能跨岩浆作用可能跨过不同地壳域。过不同地壳域。图图6来自大陆边缘来自大陆边缘(南美南极洲的科迪南美南极洲的科迪勒拉带勒拉带)长英质火成岩的长英质火成岩的Rb-(Y+Nb)识别。识别。AVZ，安第斯山，安第斯山Austrl火山岩带。火山岩带。Rb-(Y+Nb)判别图解。判别图解。图图7来来自自大大陆陆边边缘缘(欧欧洲洲西西部部北北美美东东部部晚晚元元古古代代和和早早古古生生代代构构造造带带)长长英英质质火火成成岩的岩的Rb-(Y+Nb)判别图解。判别图解。图图8来来自自大大陆陆内内和和后后弧弧伸伸展展盆盆地地的的长长英英质质火火成成岩岩的的Rb-(Y+Nb)判判别别图图解解。PNG，巴巴布布亚新几内亚；亚新几内亚；Cal，加里福尼亚。，加里福尼亚。1.环太平洋边环太平洋边缘地区缘地区2.因后期伸展因后期伸展作用使源区发作用使源区发生重叠生重叠图图9在一个在一个Baja加里福尼亚加里福尼亚(墨西哥西部墨西哥西部)到到Trans-Pecos(得克萨斯得克萨斯)东部的剖面中具有大陆弧岩浆作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用的衰退期特性的长英质火成岩的Rb-(Y+Nb)判图判图解。解。SMO，SierraMadreOccidental;MBRP，墨西哥盆山省；，墨西哥盆山省；TPMP，Trans-Pecos岩浆省。岩浆省。1.大洋弧的花岗岩无一例外地落在大洋弧的花岗岩无一例外地落在VAG中；中；2.大陆弧环境要非均匀得多，尽管多数数据投在大陆弧环境要非均匀得多，尽管多数数据投在VAG中，但与中，但与WPG和和COLG区有重叠；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、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。构造伸展作用。图图10来来自自大大洋洋板板块块内内构构造造环环境境的的长长英英质火成岩的质火成岩的Rb-(Y+Nb)判别图解。判别图解。图图11大陆板内构造环境大陆板内构造环境(碱性环状杂岩碱性环状杂岩体和活动裂谷体和活动裂谷)中长英质火成岩的中长英质火成岩的Rb-(Y+Nb)判别图解。判别图解。图图12大大陆陆板板内内构构造造环环境境(大大陆陆溢溢流流玄玄武武岩岩构构造造省省减减薄薄大大陆陆壳壳)中中长长英英质质火火成成岩岩的的Rb-(Y+Nb)判别图解。判别图解。图图13从从美美国国加加里里福福尼尼亚亚州州西西部部到到科科罗罗拉拉多多州州弧弧后后的的大大陆陆拉拉伸伸环环境境向向大大陆陆裂裂谷谷环环境境转转换换的的长长英英质质火火成成岩岩Rb-(Y+Nb)判判别别图图解解。(a)渐渐新新世世到到早早中新世岩石；中新世岩石；(b)中新世到全新世岩石。中新世到全新世岩石。1.大洋环境中生代板内花岗岩无一大洋环境中生代板内花岗岩无一例外地投到了例外地投到了WPG区内；区内；2.大陆板内岩浆环境复杂，与大陆板内岩浆环境复杂，与COLG、VAG区重叠；区重叠；3.时间上、空间上与会聚边界密切时间上、空间上与会聚边界密切相关的伸展花岗岩可投在相关的伸展花岗岩可投在WPG、VAG和和COLG区内区内(取决于源取决于源岩岩)影响因素：影响因素：1.碰撞花岗岩是在逆冲、区域变质和变形高峰之碰撞花岗岩是在逆冲、区域变质和变形高峰之后达后达60Ma才形成才形成2.碰撞造山带局部存在挤压和伸展事件，或形成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洋消亡时才能发生碰撞图图14阿巴拉契亚山脉北部阿巴拉契亚山脉北部(美国和加拿美国和加拿大大)同碰撞期和后碰撞期形成的长英质火同碰撞期和后碰撞期形成的长英质火成岩成岩Rb-(Y+Nb)判别图解判别图解数据投在数据投在三联点周三联点周围，只有围，只有少数几个少数几个例子投在例子投在碰撞区内。碰撞区内。图图15华力西期西欧带和阿尔卑斯高喜马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拉雅山脉同碰撞期和后碰撞期形成的长英质火成岩和质火成岩和Rb-(Y+Nb)判别图解。判别图解。图图16中欧华力西造山带碰撞晚期到后碰撞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期的长英质火成岩的Rb-(Y+Nb)判别图解。判别图解。FEA为为Fichtelgebirge-Erzgebirge复背斜。复背斜。图图17在在后后碰碰撞撞期期拉拉伸伸作作用用期期间间形形成成的的长英质火成岩的长英质火成岩的Rb-(Y+Nb)判别图解。判别图解。图图18澳澳大大利利亚亚东东部部塔塔斯斯曼曼造造山山省省的的长长英英质火成岩的质火成岩的Rb-(Y+Nb)识别图。识别图。塔塔斯斯曼曼造造山山带带结结 论论1.花岗岩的微量元素成分在很大程度上与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、众的，而且只能作为解释火成岩成因的、众多方法中的一种。多方法中的一种。2.Pearce花岗岩鉴别方法，有很多不足之花岗岩鉴别方法，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。别，特别是火山弧和大陆碰撞花岗岩。3.影响因素影响因素：复杂的或多阶段的造山运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，特别是分异作用可以产生跨越边界的趋势，特别是VAG到到LOPG的边界的边界4.前景：前景：单独使用用途不大；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结合其它方法，如测年，地质评价等方法仍有一定价值。一定价值。第一节第一节 巴尔巴林巴尔巴林(Barbarin)(Barbarin)的构造的构造环境判别方法环境判别方法花岗岩类类型和构造环境花岗岩类类型和构造环境 Barbarin(1999)Barbarin(1999)根据花岗岩类的矿物组合，它们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特征，将花岗岩类划分为以下七种类型:1 1含白云母过铝质花岗岩类含白云母过铝质花岗岩类(MPG)(MPG)；2 2含堇青石及富黑云母过铝质花岗岩类含堇青石及富黑云母过铝质花岗岩类(CPG)(CPG)；3 3富钾及钾长石斑状钙富钾及钾长石斑状钙-碱性花岗岩类碱性花岗岩类(KCG);(KCG);4 4含角闪石钙含角闪石钙-碱性花岗岩类碱性花岗岩类(ACG)(ACG)；5 5岛弧拉斑玄武质花岗岩类岛弧拉斑玄武质花岗岩类(ATG)(ATG)；6 6洋中脊拉斑玄武质花岗岩类洋中脊拉斑玄武质花岗岩类(RTG)(RTG)；7 7过碱性及碱性花岗岩类过碱性及碱性花岗岩类(PAG)(PAG)。花岗岩的类型和它们的来源及地球花岗岩的类型和它们的来源及地球动力学环境的关系动力学环境的关系CPG分散在山脉核心地带分散在山脉核心地带MPG定位在横切厚地壳的横推剪切定位在横切厚地壳的横推剪切逆冲带上逆冲带上ACG，ATG定位在俯冲带上定位在俯冲带上RTG洋中脊洋中脊PAG大陆上隆和裂谷地带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，与环境从挤压碰撞体制转换成拉张体制的过程中，与PAG和和ACG伴生。伴生。不同花岗岩类类型的矿物不同花岗岩类类型的矿物学、学、岩石学判别特征岩石学判别特征岩石学岩石学含白云母过铝花含白云母过铝花岗岩类岗岩类(MPG)含堇青石过铝花含堇青石过铝花岗岩类岗岩类(CPG)岩石类型岩石类型淡色花岗岩淡色花岗岩（花岗岩）（花岗岩）（淡色花岩）（淡色花岩）花岗岩花岗岩花岗闪长岩花岗闪长岩（石英闪长岩）（石英闪长岩）相关的伴生岩石相关的伴生岩石变质岩的变质岩的火山岩的火山岩的镁铁质的镁铁质的000混合岩、深融岩混合岩、深融岩0石英闪长岩（暗石英闪长岩（暗色花岗闪长岩）色花岗闪长岩）包体包体捕掳体捕掳体残留体残留体长英质微晶长英质微晶(粒粒)包包体体镁铁质微晶镁铁质微晶(粒粒)包包体体+00+0+分异作用分异作用过程过程分离结晶作用分离结晶作用分离结晶作用或分离结晶作用或残留体的非混合残留体的非混合作用作用(B B)野野外外及及岩岩石石不不同同类类型型花花岗岗岩岩类类的的矿矿物物学学、岩岩石石学学判判别别特特征征富钾钙富钾钙-碱性碱性花岗岩类花岗岩类(KCG)含角闪石钙含角闪石钙-碱碱性花岗岩类性花岗岩类(ACG)洋中脊拉斑质洋中脊拉斑质花岗岩类花岗岩类(RTG)过碱和碱性过碱和碱性花岗岩类花岗岩类(PAG)（淡色花岗岩）（淡色花岗岩）花岗岩花岗岩花岗闪长岩花岗闪长岩石英闪长岩石英闪长岩（花岗岩）（花岗岩）花岗闪长岩花岗闪长岩英闪岩英闪岩辉长岩辉长岩斜长花岗岩斜长花岗岩奥长花岗岩奥长花岗岩英闪岩英闪岩辉长岩辉长岩碱性花岗岩碱性花岗岩碱性正长岩碱性正长岩正长岩正长岩花岗岩花岗岩（辉长岩）（辉长岩）（斜长岩）（斜长岩）0酸性熔岩酸性熔岩（凝灰岩）（凝灰岩）石英闪长岩石英闪长岩辉长岩辉长岩（暗拼岩）（暗拼岩）(appinites)0安山岩和英安安山岩和英安岩岩辉长岩辉长岩（大量的）（大量的）0含橄榄石的拉含橄榄石的拉斑玄武岩斑玄武岩辉长岩辉长岩（大量的）（大量的）0碱性熔岩碱性熔岩辉长岩辉长岩（大量的）（大量的）+0+0+0+分离结晶作用分离结晶作用和岩浆混合作和岩浆混合作用用强烈的分离结强烈的分离结晶作用和岩浆晶作用和岩浆混合作用混合作用极端的分离结极端的分离结晶作用晶作用极端的分离结极端的分离结晶作用和低固晶作用和低固相线的相互作相线的相互作用用注：注：0缺失；缺失；+稀少；稀少；+一般；一般；+丰富丰富化化学学含白云母过铝花含白云母过铝花岗岩类岗岩类(MPG)含堇青石过铝花含堇青石过铝花岗岩类岗岩类(CPG)铝饱和指数铝饱和指数A/KCN克分子克分子ACNK1Al2O3CaONa2OK2OFeOt+MgO+MnO+Fe3+/(Fe3+Fe2+)+FeOt/(FeOt+MgO)0.80.708Nd-4-17-6-918O()+10+14+10+1334S()-12+2不不同同类类型型花花岗岗岩岩类类的的化化学学、判判别别特特征征(C)主要元素和同位素主要元素和同位素富钾钙富钾钙-碱性碱性花岗岩类花岗岩类(KCG)含角闪石钙含角闪石钙-碱性花岗岩类碱性花岗岩类(ACG)洋中脊拉斑质洋中脊拉斑质花岗岩花岗岩(RTG)过碱和碱性过碱和碱性花岗岩花岗岩(PAG)CNKANK1ANK碱性碱性+0.8-1.00.80.80.7060.7120.7060.7080.7040.7040.712-4-9-+5+10-+5+20-注：注：低；：低；:中等；中等；:高高不同类型花岗岩类所具有的代表不同类型花岗岩类所具有的代表性矿物及岩浆来源性矿物及岩浆来源此图表示各种类型花岗岩类、它们的此图表示各种类型花岗岩类、它们的AFM矿物组合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以及每一类型中地壳及地幔物质所占比例的简图由由KCGKCG（高钾钙碱（高钾钙碱性花岗岩类：黑色）性花岗岩类：黑色）和和PAGPAG（碱性花岗（碱性花岗岩类：白色）组成岩类：白色）组成的环型杂岩侵入巨的环型杂岩侵入巨型的型的ACGACG岩基（低岩基（低钾钙碱花岗岩类：钾钙碱花岗岩类：十字型）。十字型）。LiegeoisLiegeois和和Black(1984)Black(1984)提出提出的模式，用来解释的模式，用来解释在马里在马里Adrar des Adrar des IforasIforas地区南部的地区南部的ACG(A),KCG(B)ACG(A),KCG(B)以以及及PAG(C)PAG(C)连续的定连续的定位过程。位过程。实例实例1 1：阿尔及利亚：阿尔及利亚AhaggarAhaggar西部出露的花岗岩西部出露的花岗岩类（类（Boissonnas,1980Boissonnas,1980）。）。意意义义：指指示示地地球球动动力力学学演演变变过过程程实例实例2：Vosges,中央地块东部和科西嘉中央地块东部和科西嘉-撒丁岛地块海撒丁岛地块海西构造带部分地区在早古生代期间定位的连续分布的花西构造带部分地区在早古生代期间定位的连续分布的花岗岩类型。岗岩类型。不不同同的的花花岗岗岩岩类类型型以以及及它它们们的的序序次次提提供供了了关关于于海海西西带带的的演演化化、不同构造事件的位置以及它们活动历史的信息。不同构造事件的位置以及它们活动历史的信息。意义：确定造山带构造意义：确定造山带构造-岩浆事件演化序列岩浆事件演化序列A大陆岩石圈的变薄和大陆岩石圈的变薄和破裂破裂大型裂谷作用（区域拉张）大型裂谷作用（区域拉张）陆内裂谷带陆内裂谷带碱性和过碱性花岗岩类碱性和过碱性花岗岩类(PAG)(PAG)（正长岩、花岗岩和碱性长（正长岩、花岗岩和碱性长石花岗岩）石花岗岩）B两个大洋岩石圈的离散两个大洋岩石圈的离散地壳增生地壳增生(区域拉张区域拉张)洋中脊洋中脊(蛇绿岩蛇绿岩)洋中脊拉斑玄武岩质花岗洋中脊拉斑玄武岩质花岗岩类岩类(RTG)(斜长花岗岩斜长花岗岩)花岗岩类型与威尔逊旋回发展阶段关系花岗岩类型与威尔逊旋回发展阶段关系C两个大洋岩石圈的汇聚两个大洋岩石圈的汇聚俯冲作用俯冲作用(区域拉张区域拉张)火山岛弧火山岛弧钙碱性花岗岩类钙碱性花岗岩类(ACG)(闪长岩英闪岩花岗闪长岩闪长岩英闪岩花岗闪长岩岛弧拉斑玄武质花岗岩类岛弧拉斑玄武质花岗岩类)(辉长岩辉长岩-石英二长闪长岩石英二长闪长岩)D海洋和大陆岩石圈汇聚海洋和大陆岩石圈汇聚俯冲作用俯冲作用(区域拉张区域拉张)活动大陆边缘活动大陆边缘钙碱性花岗岩类钙碱性花岗岩类(KCG)(英闪岩英闪岩-花岗闪长岩花岗闪长岩富钾钙富钾钙碱花岗岩类碱花岗岩类)(二长花岗岩二长花岗岩)E两个大陆岩石圈的汇聚两个大陆岩石圈的汇聚碰撞作用碰撞作用(区域挤压区域挤压)(局部拉张局部拉张)碰撞造山带碰撞造山带过铝质花岗岩类过铝质花岗岩类(MPG+CPG)(花岗闪长岩和浅色花岗岩花岗闪长岩和浅色花岗岩)富钾钙碱性花岗岩类富钾钙碱性花岗岩类(二长花岗岩二长花岗岩)F大陆岩石圈的松驰大陆岩石圈的松驰后碰撞作用的抬升后碰撞作用的抬升(区域拉张区域拉张)先前的先前的(即即E的的)碰撞带碰撞带富钾钙碱性花岗岩类富钾钙碱性花岗岩类(KCG)(二长花岗岩类二长花岗岩类)第二节第二节 Maniar Maniar 的五的五组图解判别构造环境组图解判别构造环境的方法的方法构构造造环环境境造造山山的的1.岛弧花岗岩类岛弧花岗岩类(IAG)2.大陆弧花岗岩类大陆弧花岗岩类(CAG)3.大陆碰撞花岗岩类大陆碰撞花岗岩类(CCG)4.后造山花岗岩类后造山花岗岩类(POG)非非造造山山的的1.与与裂裂谷谷有有关关的的花花岗岗岩岩类类(RRG)2.与与大大陆陆的的造造陆陆抬抬升升有有关关的花岗岩类的花岗岩类(CEIG)3.大洋斜长花岗岩大洋斜长花岗岩(OP)一一、花花岗岗岩岩类类的的构构造造环环境境分分类类地地 点点巴布亚新几内亚巴布亚新几内亚-所罗门群岛所罗门群岛(21.65)内华达山岩基内华达山岩基(101.107)爱达荷岩基爱达荷岩基(54.57)北北喜喜马马拉拉雅雅和和高高喜喜马马拉拉雅雅(59.15)布布列列塔塔尼尼(24.0)埃及埃及(66.62)奥斯陆裂谷奥斯陆裂谷(61.51)Wichita山脉山脉(49.34)尼日尔尼日尔-尼日利亚尼日利亚(43.60)KarmoyOphioliteCanyonOregen山印度洋山印度洋二、构造环境的判别流程及其判别二、构造环境的判别流程及其判别方法方法流程主要分二步：流程主要分二步：第一步根据矿物和岩石学特征判别；第一步根据矿物和岩石学特征判别；第二步根据主元素化学特征判别第二步根据主元素化学特征判别。不同构造环境中花岗岩类的矿物学特征不同构造环境中花岗岩类的矿物学特征 注：H普通角闪石辉石橄榄石；B黑云母绿帘石；M白云石石榴石电气石矽线石，这些矿物是根据实际矿物分析确定的。.当角闪石和黑云母同时存在时。当白云母和黑云母同时存在时。造造山山的的IACCAGCCGPOG类型类型条纹长石的条纹长石的成分成分(分子分子)斜长石的成斜长石的成分分两种长石两种长石条条纹纹长长石石斜斜长长石石Or75奥长石奥长石-中长石中长石两种长石两种长石条条纹纹长长石石斜斜长长石石Or75奥长石奥长石两种长石两种长石条条纹纹长长石石斜斜长长石石Or75奥长石奥长石两种长石两种长石条条纹纹长长石石斜斜长长石石Or75奥长石奥长石类型类型H/B+M+/B+黑云母黑云母普通角闪石普通角闪石辉石辉石0.20-2.5黑云母黑云母普通角闪石普通角闪石绿帘石绿帘石0.20-2.51.3黑云母黑云母白云母白云母电气石电气石堇堇青青石石矽矽线线石石石榴石石榴石0.20-2.51.3黑云母黑云母普通角闪石普通角闪石或或黑云母黑云母白云母白云母 0.20-2.51.3非非造造山山的的RRGCEIGOP种长石种长石条条纹纹长长石石Ab(原原生？生？)Or50钠长石钠长石一种长石一种长石条条纹纹长长石石Ab(原原生？生？)Or50钠长石钠长石一种长石一种长石斜长石斜长石奥长石奥长石-中长石中长石黑云母黑云母普通角闪石普通角闪石辉石或碱性角闪石辉石或碱性角闪石黑云母黑云母普通角闪石普通角闪石辉石辉石0.20-2.50.20-2.5普通角闪石普通角闪石辉石辉石0.20-2.5注：注：H普普通角闪石辉通角闪石辉石橄榄石；石橄榄石；B黑云母黑云母绿帘石；绿帘石；M白云母白云母石榴石电气石榴石电气石矽线石，石矽线石，这些矿物是根这些矿物是根据实际矿物含据实际矿物含量确定的。量确定的。当角闪石和黑云当角闪石和黑云母同时存在时；母同时存在时；当白云母和黑当白云母和黑云母同时存在时云母同时存在时 不同花岗岩类型在不同花岗岩类型在实际矿物石英实际矿物石英(Q)(Q)碱性长石碱性长石(A)(A)斜长石斜长石(P)(P)三元图解的不同位置三元图解的不同位置。IAGIAG岛弧花岗岩类，岛弧花岗岩类，CAGCAG大陆弧花岗岩类，大陆弧花岗岩类，CCGCCG大陆碰撞花岗岩类，大陆碰撞花岗岩类，POGPOG后造山花岗岩类。后造山花岗岩类。RRGRRG与裂谷有关的花岗与裂谷有关的花岗岩类，岩类，CEUGCEUG与大陆的与大陆的造陆抬升有关的花岗岩，造陆抬升有关的花岗岩，OPOP大洋斜长花岗岩。大洋斜长花岗岩。石英碱性正长岩；石英碱性正长岩；石英正长岩；石英正长岩；石英二长岩；石英二长岩；石英石英二长闪长岩；二长闪长岩；石英石英闪长岩；闪长岩；英云闪长英云闪长岩：奥长花岗岩；岩：奥长花岗岩；花岗闪长岩；花岗闪长岩；花岗花岗岩；岩；碱性花岗岩碱性花岗岩。不同构造环境岩石类型大致可归纳不同构造环境岩石类型大致可归纳为以下认识为以下认识：(1)IAG(1)IAG为石英闪长岩、石英二长闪长岩、英云闪为石英闪长岩、石英二长闪长岩、英云闪长岩和花岗闪长岩；长岩和花岗闪长岩；(2)CAG(2)CAG为英云闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩为英云闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩(且且A/PA/P2.0)2.0)；(3)CCG(3)CCG为花岗岩为花岗岩(且且A/PA/P2.0)2.0)；(4)POG(4)POG为花岗岩；为花岗岩；(5)RRG(5)RRG显示有双峰式分布形式，其岩石为碱性花显示有双峰式分布形式，其岩石为碱性花岗岩、石英碱性正长岩和石英二长岩；岗岩、石英碱性正长岩和石英二长岩；(6)CEUG(6)CEUG为花岗岩为花岗岩(且且A/PA/P2.0)2.0)、碱性花岗岩、碱性花岗岩、石英碱性正长岩和石英正长岩；石英碱性正长岩和石英正长岩；(7)OP(7)OP为英云闪长岩。为英云闪长岩。造造 山山 的的IACCAGCCGPOG氧化硅的氧化硅的变化变化6068单峰式单峰式6276单峰式单峰式7076单峰式单峰式7078单峰式单峰式碱碱-钙指数钙指数钙钙 性性 到到 钙钙-碱性碱性钙钙-碱性碱性钙钙-碱碱 性性 到到碱碱-钙性钙性碱碱-钙性钙性山德指数山德指数主主要要是是偏偏铝铝质的质的偏偏铝铝质质过过铝铝质质过铝质过铝质过过铝铝质质偏偏铝铝质质过过碱碱性性(少少量量)Na2O/CaO(wt.%)1.04.02.0-10.02.0-18.0Na2O/K2O(wt.%)0.4-0.30.4-2.00.4-1.50.6-1.2MgO/FeO(T)(wt.%)0.3-0.850.10-0.500.05-0.60.02-0.30MgO/MnO(wt.%)12.0-28.02.0-38.02.0-45.02.0-18.0Al2O3/(Na2O+K2O(wt.%)1.51.11.10.9-1.4不不同同构构造造环环境境花花岗岗岩岩类类的的地地球球化化学学特特点点非非 造造 山山 的的RRGCEUGOP7278双峰式双峰式7177双峰式双峰式6178单峰式单峰式碱性碱性碱性碱性钙性钙性过铝质过铝质(少量少量)偏铝偏铝质过碱性质过碱性过铝质过铝质(少量少量)偏铝偏铝质过碱性质过碱性过铝质的偏铝质的过铝质的偏铝质的2.0-25.01.0-12.04.00.7-1.00.6-1.00.0-50.00.0-0.200.0-0.120.0-0.700.0-7.50.0-7.50.0-50.01.151.151.0不同构造环境花岗岩在不同构造环境花岗岩在铝饱和指数铝饱和指数图解图解上的位置上的位置利利用用主主元元素素判判别别构构造造环环境境的的流流程程图图第一步：利用第一步：利用K K2 2O-SiOO-SiO2 2 的二元图，区的二元图，区分分OPOP和其余的花岗岩类和其余的花岗岩类K K2 2O-SiOO-SiO2 2 二元图解，用于判别大洋斜长花岗岩二元图解，用于判别大洋斜长花岗岩()和其它环和其它环境形成的花岗岩类境形成的花岗岩类(叉叉)第二步：第二步：用用AlAl2 2O O3 3SiOSiO2 2，FeO(T)/FeO(T)/FeO(T)+MgOFeO(T)+MgO-SiO-SiO2 2，AFMAFM和和ACFACF图解区分第一组图解区分第一组(IAG(IAG、CAGCAG、CCG)CCG)、第二组、第二组(RRG(RRG、CEUG)CEUG)和第和第三组三组(POG)(POG)的花岗岩类岩石。它们都有的花岗岩类岩石。它们都有两个图解两个图解a a和和b b。图解。图解a a表示第一组和表示第一组和第二组花岗岩类的分析资料，图解第二组花岗岩类的分析资料，图解b b则则表示第三组花岗岩类的资料。表示第三组花岗岩类的资料。第二步第二步1 1：AlAl2 2O O3 3SiOSiO2 2 二元图解：二元图解：(a)(a)第一组第一组(IAG(IAGCAGCAGCCG)(CCG)(叉叉)与第二组与第二组(RRG(RRGCEUG)(CEUG)()的区别。的区别。(b)(b)第三组第三组(POG)(POG)的数据分布。的数据分布。第二步第二步2 2：FeO(T)/FeO(T)/FeO(T)+MgOFeO(T)+MgO-SiO-SiO2 2 二元图解：二元图解：(a)(a)第一组第一组(IAG(IAGCAGCAGCCG)(CCG)(叉叉)与第二组与第二组(RRG(RRGCEUG)(CEUG)()的区别。的区别。(b)(b)第三组第三组(POG)(POG)的数据分布。的数据分布。第二步第二步3 3：(Al(Al2 2O O3 3NaNa2 2O-KO-K2 2O)-O)-FeO(T)FeO(T)-(MgO)-(MgO)三元图解：三元图解：(a)(a)第一组第一组(IAG(IAGCAGCAGCCG)(CCG)(叉叉)与第二组与第二组(RRG(RRGCEUG)(CEUG)()的区别。的区别。(b)(b)第三组第三组(POG)(POG)的数据分布。的数据分布。第二步第二步4 4：(Al(Al2 2O O3 3NaNa2 2O-KO-K2 2O)-O)-FeO(T)FeO(T)MgOMgO-CaO-CaO三元图解：三元图解：(a)(a)第一组第一组(IAG(IAGCAGCAGCCG)(CCG)(叉叉)与第二组与第二组(RRG(RRGCEUG)(CEUG)()的区别。的区别。(b)(b)第三组第三组(POG)(POG)的数据分布。的数据分布。第三步：第三步：1.1.判别组内不同花岗岩类型，其步骤如下：判别组内不同花岗岩类型，其步骤如下：根据根据AlAl2 2O O3 3/(GaO+Na/(GaO+Na2 2O+KO+K2 2O)(A/CNK)(O)(A/CNK)(克分子值克分子值)的比的比值区分值区分CCGCCG与与IAGIAGCAG CAG。CCGCCG的的A/CNK A/CNK 值不会小于值不会小于1.151.15，而，而IACIACCAGCAG则一般小于则一般小于1.051.05。假若。假若A/CNKA/CNK比值比值是介于是介于1.051.051.151.15之间的，那么就不能对之间的，那么就不能对CCGCCG和和IAGIAGCAGCAG二者作出判别。二者作出判别。2 2用用TiOTiO2 2SiOSiO2 2 二元图解可以判别二元图解可以判别RRGRRG和和CEUGCEUG。RRGRRG比比CEUGCEUG具有更高的具有更高的TiOTiO2 2 值。但在值。但在TiOTiO2 2SiOSiO2 2 图解上图解上二者所占的区域有一些重叠。二者所占的区域有一些重叠。第三步第三步TiOTiO2 2SiOSiO2 2 二元图解。二元图解。RRG(RRG()与与CEUGCEUG(叉叉)的区别的区别实实例例1东东昆昆仑仑唐唐古古拉拉山山花花岗岗岩岩形形成成的的构构造造环环境境判判别别图图利利用用本本方方法法判判别别花花岗岗岩岩构构造造环环境境的的实实例例圆圆圈圈为为玉玉树树岩岩带带，实实心心圆圆为为阿阿尼尼玛玛卿卿岩岩带带，三三角角为为巴巴颜颜喀喀拉拉岩岩区区，星星号号为为东东昆昆仑仑岩岩带带实例实例12东昆仑东昆仑(CAG)巴颜喀拉巴颜喀拉(POG)阿尼玛卿阿尼玛卿(CAG)玉树带玉树带(CCG)实实例例2 2 美美国国大大陆陆中中部部元元古古代代花花岗岗岩岩类类构构造造环环境境的的判判别别实实例例2 22 2 不不是是非非造造山山的的，而而是是P PO OG G的的Wolf River Wolf River 岩基构造环境的判别岩基构造环境的判别实实例例3 3 美美国国大大陆陆中中部部元元古古代代花花岗岗岩岩类类构构造造环环境境的的判判别别 圣圣福福郎索斯山岩基构造环境的判别郎索斯山岩基构造环境的判别实例实例3 32 2 不是非造山的，不是非造山的，而是而是POGPOG的的实例实例4 Arbuckle 4 Arbuckle 山花岗岩类构造环山花岗岩类构造环境的判别境的判别(不是碰撞而是不是碰撞而是IAGIAG或或CAG)CAG)第三节第三节 后碰撞后碰撞(post-collision)(post-collision)构造环境及其识别构造环境及其识别标志标志提出的背景提出的背景1998年召开的年召开的后碰撞岩浆作用后碰撞岩浆作用国国际花岗岩会议上，际花岗岩会议上，Liegeois提出后碰提出后碰撞构造环境和相关术语。几乎所有与撞构造环境和相关术语。几乎所有与会者都同意将后碰撞单独划分出来，会者都同意将后碰撞单独划分出来，自此之后，国外已掀起研究后碰撞构自此之后，国外已掀起研究后碰撞构造环境思潮，对一些术语作了规定。造环境思潮，对一些术语作了规定。后碰撞后碰撞(post-collision)(post-collision)构造环境构造环境及相关术语的定义及相关术语的定义1.1.碰撞作用碰撞作用是指两个或多个是指两个或多个“大陆大陆”板块最初的主碰板块最初的主碰撞，以大型逆冲断层和高压变质作用为特征。撞，以大型逆冲断层和高压变质作用为特征。2.2.“post(后后)”是指其时间比碰撞作用要晚，但仍与是指其时间比碰撞作用要晚，但仍与碰撞作用有关系的构造作用。这就将碰撞事件本身与碰撞作用有关系的构造作用。这就将碰撞事件本身与海洋关闭以后的时间更长的、板块会聚作用区别开来海洋关闭以后的时间更长的、板块会聚作用区别开来。从这种意义上来说，从这种意义上来说，后碰撞时期通常开始于一个陆内后碰撞时期通常开始于一个陆内环境环境主海洋已关闭了主海洋已关闭了但沿巨大剪切带仍然有但沿巨大剪切带仍然有大量水平方向块体的运动，大量水平方向块体的运动，这就排除了与板内环境的这就排除了与板内环境的相似之处。西藏和东南亚是现代后碰撞的例证。相似之处。西藏和东南亚是现代后碰撞的例证。后碰撞后碰撞(post-collision)(post-collision)构造环境构造环境及相关术语的定义及相关术语的定义3.3.板内环境板内环境是指是指只有到该地区存在一个单一的旋转只有到该地区存在一个单一的旋转极以及由一个单一的板块组成才开始的构造作用。极以及由一个单一的板块组成才开始的构造作用。4.后碰撞到板内阶段的转变标志着造山阶段的结束，后碰撞到板内阶段的转变标志着造山阶段的结束，所以板内阶段的开始被称作所以板内阶段的开始被称作后造山后造山（post-orogenic）阶段。阶段。后碰撞造山的构造特点：后碰撞造山的构造特点：后碰撞环境是一个复杂的时期，该时后碰撞环境是一个复杂的时期，该时期包括了诸如沿剪切带的大规模运动、期包括了诸如沿剪切带的大规模运动、合拢合拢(docking)、岩石圈拆沉作用、岩石圈拆沉作用、小型海洋板块的俯冲以及裂谷的生成小型海洋板块的俯冲以及裂谷的生成等。因为这些事件包括持续的或间歇等。因为这些事件包括持续的或间歇性的伸展体制，因此各种类型的岩浆性的伸展体制，因此各种类型的岩浆作用都发生在这个环境中。作用都发生在这个环境中。后碰撞岩浆作用共同特点是：后碰撞岩浆作用共同特点是：(1)从数量上来说主要是钾质的，特别是高钾钙碱性花岗岩其从数量上来说主要是钾质的，特别是高钾钙碱性花岗岩其次为栏玄粗岩。强过铝质和碱性次为栏玄粗岩。强过铝质和碱性-过碱性的花岗岩类可能是巨过碱性的花岗岩类可能是巨量的，但是，是相当分散的；量的，但是，是相当分散的；(2)岩浆作用通常沿大型剪切带或断裂带定位，或与沿大型剪岩浆作用通常沿大型剪切带或断裂带定位，或与沿大型剪切带的大量水平运动相关；切带的大量水平运动相关；(3)后碰撞岩浆源是由先前的俯冲和碰撞期间产生的，不论它后碰撞岩浆源是由先前的俯冲和碰撞期间产生的，不论它位于地壳内部还是在岩石圈位于地壳内部还是在岩石圈/软流圈地幔中。而且，这个岩浆软流圈地幔中。而且，这个岩浆源通常包含有大量的新生源通常包含有大量的新生(Juvenile)组份，不是地幔的就是新组份，不是地幔的就是新形成的火成岩地壳或者是沉积岩。后碰撞岩浆作用有时包括形成的火成岩地壳或者是沉积岩。后碰撞岩浆作用有时包括一些强过铝质花岗岩类，并经常以硅过饱和和碱性过碱性一些强过铝质花岗岩类，并经常以硅过饱和和碱性过碱性岩浆作用出现而结束，这预示着更平静的板内时期的来临。岩浆作用出现而结束，这预示着更平静的板内时期的来临。后碰撞作用与造山期关系的示意图后碰撞作用与造山期关系的示意图后碰撞花岗岩的判别标志后碰撞花岗岩的判别标志(1)(1)岩石化学特点岩石化学特点后后碰碰撞撞花花岗岗岩岩岩岩石石化