花岗岩大地构造研究的若干重要问题

宇宙星球中只有地球发育花岗质岩石及广义的花岗岩,它是大陆最主要的组成。因此,花岗岩在固体地球科学研究中具有举足轻重的意义。对此,作者提出花岗岩大地构造,其基本研究内容可概括为物理特性（构造）、物质组成（岩石地化）和年代学三大方面。文章在已有的初步论述基础上,进一步阐述了以下若干研究方面的进展、问题和发展方向:花岗岩岩石组合及其构造背景与环境厘定;花岗岩演化及其构造环境与演化（构造过程）;花岗岩变形、壳内流变及构造动力学意义;花岗岩深部物源填图与造山带及地壳生长。花岗岩大地构造是从花岗岩角度,探索解决大地构造问题,丰富大地构造研究内容,是当今地球科学学科交叉、融合发展的必要。      

苏门答腊岛(印尼)成矿带的岩浆作用和源区及其对比

本文介绍了苏门答腊岛上两个成矿带(即铜-金矿成矿带和锡矿成矿带)的矿产分布,岩浆岩的岩石类型和地球化学特征。根据本研究课题在巴东地区岩石化学资料,本文总结了铜-金矿成矿带含矿母岩的地球化学特征,探讨其岩浆岩成因和源区。同时,将其锡矿成矿带岩浆岩的岩石类型和地球化学-大地构造环境与其相邻地体进行对比。研究结果表明:西苏门答腊地体的铜-金矿成矿带的含矿母岩为SI-型埃达克质花岗岩,形成于活动大陆边缘(ACM)火山弧构造环境,其岩浆物质主要来源于俯冲洋壳板片局部熔融叠加上弱的地幔楔熔融-混染作用(MASH)。而东苏门答腊地体‘锡岛’和"暹缅马苏"地体的锡矿带含矿母岩为过铝质(S-型)花岗岩类,其形成构造环境为碰撞带的弧后盆地和陆内裂谷,物质源区来自地壳重熔和岩浆分异。地球化学资料表明,该两地体具有共同的深部岩浆源区。     

保山地块漕涧复式岩体晚白垩世花岗岩地球化学特征及锆石U-Pb年代学意义

滇西保山地块存在晚白垩世岩浆活动,其岩浆岩成因、源区属性及地球动力学背景尚不明确。对出露于保山地块北部漕涧复式花岗岩体晚白垩世花岗岩全岩地球化学及锆石U-Pb年龄进行了研究。1件样品LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果为68.8±1.2Ma(MSWD=3.3,n=12),显示晚白垩世的年龄信息。全岩地球化学研究表明,漕涧复式花岗岩体晚白垩世花岗岩为高硅(SiO_2=69.72%～76.09%)、富钾(K_2O=4.63%～6.65%)、过铝质(A/CNK=1.06～1.16)的S型花岗岩,岩浆形成于陆壳中部泥质岩石的部分熔融,残留相为麻粒岩,残留相主要组成矿物为斜长石+角闪石+石榴子石。保山地块在晚白垩世—古近纪发育多期过铝质花岗岩,部分学者认为这些花岗岩可能为新特提斯洋板片东向俯冲过程中保山地块内陆增厚地壳熔融的产物,但新特提斯洋开始俯冲的时限存在争议,可能比该期花岗岩晚。研究认为,保山地块晚白垩世花岗岩可能是在印支运动形成的全球性潘加亚大陆多次裂解形成现今全球海域分布格局这一区域性的伸展背景下,深部热流(地幔物质)上升,同时有来自于地壳的含水流体的加入,引起了中部地壳物质的部分熔融。岩体的岩石地球化学特征是岩浆源区的反映,而非岩浆产出的大地构造背景的体现。     

20世纪90年代国外花岗岩类研究的某些重大进展

对 2 0世纪 90年代国外花岗岩类研究几个方面的进展情况进行了评述 :I型 /S型花岗岩成因的新模式、磁铁矿系列 /钛铁矿系列花岗岩成因、从ISAM到以综合标志为基础的新的花岗岩地球动力学分类、从以大陆边缘板块俯冲带为主扩大到大陆内部碰撞造山带的花岗岩研究地域及太古宙TTG成因 ,并力图阐明提出问题和解决问题的思路及着手研究的途径。这些内容表明花岗岩研究已进入一个新的发展阶段 ,即从以个别岩体、岩套为主的研究发展到对全球不同构造背景下的花岗岩进行地球动力学研究。作为地壳重要组成的花岗岩物质可以作为地球动力学环境的标志及其演化的示踪剂 ,反演出不同地球动力学环境下大陆地壳的形成和再循环过程     

20世纪90年代国外花岗岩类研究的某些重 展

对20世纪90年代国外花岗岩类研究几个方面的进展情况进行了评述：I型／S型花岗岩成因的新模式、磁铁矿系列、钛铁矿毓花岗岩成因、从ISAM到以综合标志为基础的新的花岗岩地球动力学分类、从以大陆边缘板块俯冲带为主扩大到大陆内部碰撞造山带的花岗岩研究地域及太古宙TTG成因，并力图阐明提出问题和解决问题的思路及着手研究的途径。这些内容表明花岗岩研究已进入一个新的发展阶段，即从以个别岩体、央套为主的研究发展到对全球不同构造背景下的花岗岩进行地球动力学研究。作为地壳重要组成的花岗岩物质可以作为地球动力学环境的标志及其演化的示踪剂，反演出不同地球动力学环境下大陆地壳的形成和再循环过程。     

西天山哈勒尕提含矿花岗岩地球化学、锆石U-Pb年代学及地质意义

西天山哈勒尕提含矿花岗岩体位于准噶尔和伊犁地块间的西天山构造带内,其中赋含矽卡岩型铁铜矿床。岩体由闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩组成。二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(357.9±1.3)Ma,时代为晚泥盆世。岩石地球化学特征表明,闪长岩和花岗闪长岩属贫钾富钠准铝质的I型花岗岩,二长花岗岩类则属贫钠富钾的过铝质S型花岗岩。岩相接触关系、地球化学特征表明,其不是同源岩浆分异结晶的产物,应源于长英质-基性麻粒岩相下地壳的分层熔融和先后侵入形成的。结合区域演化历史,西天山哈勒尕提含矿花岗岩体形成于大陆边缘弧环境,地幔动力学为靠俯冲带陆一侧的地幔上隆引起下地壳局部熔融和有少量地幔物质加入的模式。     

东准噶尔库布苏南岩体中闪长质包体特征及地质意义

新疆东准噶尔卡拉麦里地区库布苏南晚古生代后碰撞准铝质过铝质花岗闪长岩体中广泛发育大量的暗色微粒闪长质包体.岩石学、矿物学、主量元素和微量元素地球化学研究表明,包体在地球化学特征上表现为与寄主花岗岩既相互联系又受其制约.库布苏南花岗闪长岩体具有低锶初始比值I(Sr)和正εNd(t)值,表明花岗岩的来源有地幔物质参与,而大量发育的暗色微粒闪长质包体是壳幔岩浆混合作用最直接的证据,微粒包体是基性源岩部分熔融作用形成的残余体.与准噶尔碱性花岗岩一样,载荷包体的准铝质过铝质花岗岩是晚古生代后碰撞阶段构造岩浆活动的岩石类型之一,其形成和演化标志了准噶尔地区后碰撞幔源岩浆底侵作用导致大陆地壳垂向生长的过程.     

花岗岩研究与大陆动力学

花岗岩是大陆地壳的主要物质组成之一 ,蕴含着探索大陆动力学的重要信息。成因研究特别是混合成因研究可以提供探索大陆结构、生长及壳幔相互作用演化的信息 ;花岗岩形成演化揭示了构造动力学演化、大陆动力学演化及壳幔相互作用演化的某些特点 ;岩浆上升、迁移是大陆内部能量传播、物质迁移和调整的一种形式 ;岩浆的聚集及岩体生产方式与大陆块体运动学、动力学密切相关 ;岩体定时、定位对大陆块体时空定位提供了限制条件 ;变形岩体可作为区域应变标志体和时间标志体 ,研究大陆的变形 ,并有助于古老块体早期构造的解析。这些研究涉及到大陆的形成、演化、内部物质再分配、热动力效应和构造变动等动力学等问题 ,是花岗岩研究与大陆动力学研究的结合点。     

藏南错那洞淡色花岗岩年代学研究及其对藏南拆离系活动时间的限定

北喜马拉雅片麻岩穹窿带(NHGD)内保存了大陆碰撞后青藏高原中下地壳的构造变形、高级变质、陆壳深熔作用等重要信息,是研究喜马拉雅造山带的深部岩浆作用和构造变形之间的耦合关系、深部岩浆活动乃至青藏高原隆升历史等大陆动力学过程的关键部位。本文对藏南错那洞穹窿内淡色花岗岩进行锆石LA MC-ICP-MS U-Pb、白云母~(40)Ar/~(39)Ar年代学和岩石地球化学分析。锆石U-Pb定年和白云母~(40)Ar/~(39)Ar测年结果表明错那洞淡色花岗岩形成于19.5±0.3Ma~19.7±0.7Ma,冷却年龄为15Ma。岩石地球化学特征显示该花岗岩具有明显的Eu负异常,稀土配分模式和微量元素蛛网图与以Manaslu为代表的高喜马拉雅淡色花岗岩一致,而不同于具有加厚地壳的埃达克岩的特征的北喜马拉雅淡色花岗岩,其形成于与南北向拆离相关的伸展环境。     

花岗岩类与大陆地壳生长初探——以中国典型造山带花岗岩类岩石的形成为例

本文主要基于东昆仑造山带、秦岭造山带、兴蒙造山带、阿尔泰造山带、燕山造山带以及华南过铝花岗岩带等花岗岩类形成的研究成果,讨论中国大陆内几个造山带的花岗岩类形成与大陆地壳生长方式和过程,我们的初步认识是:软流圈(对流地幔)的热和物质向大陆的输入(input)是大陆地壳生长和再改造的根本.大陆地壳的形成演化和再改造(reworking)主要通过岩浆作用完成,岩浆的形成、运移和定位是大陆地壳生长的基本过程.幔源玄武质岩浆底侵(underplating)于大陆地壳底部和内侵(intraplating)于地壳内部,是软流圈注入大陆的基本形式.造山带镁铁质下地壳的拆沉作用是致使陆壳总组成为中性火成岩(安山岩和闪长岩,或粗面安山岩和二长岩质的)的主要原因.收缩挤压构造作用使陆壳加厚达≥50 km,是诱发镁铁质下地壳拆沉作用的必需条件.火成岩构造组合及其时间序列是识别大陆地壳从软流圈地幔中分出,直至最终形成的过程的关键记录.     

花岗岩构造与侵位机制研究进展

近年来对造山带花岗岩构造与侵位机制的研究表明，花岗岩不但可以侵位在区域伸展的构造背景，也可以侵位在区域挤压（缩短）的构造背景。花岗岩侵位受断裂的控制并不是像以前认为的那样明显，而是受多种侵位机制的共同作用，而构造样式和变形组构则是侵位机制研究的基础。提出了一些新的研究思路和方法。此外，对大别山中生代花岗岩构造、侵位机制作了简要讨论。     

花岗岩构造研究及花岗岩构造动力学刍议

花岗岩可以视为一种很好的构造标志体,犹如褶皱、断裂一样。从花岗岩浆的形成、融体分离、岩浆上升到岩体定位以及变形改造的全过程都蕴含着丰富的构造动力学信息。研究花岗岩浆上升、迁移和定位可以探讨构造块体抬升及区域构造动力学。岩体生长方式与构造块体的运动学、动力学有密切的关系,极性生长揭示了上、下构造块体或岩石圈之间的相对的近水平方向剪切运移。变形花岗岩体是一种区域尺度的应变标志体,可以进行岩石有限应变测量和流变学参数估算,为分析区域构造变形特征提供应变参数。以对不同期次、不同变形程度花岗岩体为间接标志体,通过锆石定年可以限定变形的时间,特别是有可能确定早期变形的时间。岩体定位深度的系统研究有利于了解构造块体的抬升和深部构造作用。花岗岩构造与花岗岩成因类型特别是其演变研究的结合是判别构造块体动力学背景以及其转换的有效途径。通过这几方面的系统研究和有机结合,可以提供丰富的构造动力学信息,是否可能发展成较系统的花岗岩构造动力学值得探讨。     

花岗岩体生长方式及构造运动学、动力学意义——以东秦岭造山带核部花岗岩体为例

岩体的生长方式可概括为中心式、偏心式、侧向式、不规则式、中心多点式。它们可提供反演区域构造动力学特点的信息。非极性生长可能暗示,在岩浆生成与上升定位的有限的时、空间范围内,上下圈层之间相对运动不大;有规律的极性生长很可能揭示了上下圈层之间有相对运移。秦岭造山带核部某些晋宁期H 型花岗岩体具南北向极性生长特点,反映了构造块体垂直造山带方向的运动特点;加里东-海西期很多H 型花岗岩体生长呈侵位中心东移的极性生长,揭示了秦岭杂岩平行造山带的侧向运移及剪刀状双向俯冲的板块构造动力学特点。     

花岗岩体生长方式及构造运动学、动力学意义——以东秦岭造山带核部花岗岩体为例

 岩体的生长方式可概括为中心式、偏心式、侧向式、不规则式、中心多点式。它们可提供反演区域构造动力学特点的信息。非极性生长可能暗示,在岩浆生成与上升定位的有限的时、空间范围内,上下圈层之间相对运动不大;有规律的极性生长很可能揭示了上下圈层之间有相对运移。秦岭造山带核部某些晋宁期H 型花岗岩体具南北向极性生长特点,反映了构造块体垂直造山带方向的运动特点;加里东-海西期很多H 型花岗岩体生长呈侵位中心东移的极性生长,揭示了秦岭杂岩平行造山带的侧向运移及剪刀状双向俯冲的板块构造动力学特点。     

华北东部晚中生代区域伸展背景下同构造花岗岩体的起源与就位

花岗质岩浆的起源、迁移及就位是研究大陆岩石圈流变学特性的重要方面。然而,板内伸展背景下同构造花岗岩体的岩浆来源、就位机制和岩浆流动与区域应力场的关系等问题缺乏系统性的总结。晚中生代期间华北板块东部逐渐变为区域伸展体制,同时中浅部地壳形成一系列的韧性剪切带、变质核杂岩和拆离断层,这些伸展构造往往伴有同剪切变形的花岗岩体。因此,华北东部是系统研究板内伸展背景下同构造花岗岩体的最佳区域。本文选取多个典型的同构造花岗岩体,进行综合分析。通过归纳总结这些同构造岩体的岩石地球化学和年代学资料,发现多数同构造岩体具有多个岩浆源区,且较早就位的中性岩席(单元)往往来自壳幔混合岩浆或新生下地壳的部分熔融,而较晚的酸性岩席(单元)则主要来源于古老下地壳的部分熔融。这一特点反映了同伸展岩体岩浆源区由深至浅的演化规律,也揭示了区域伸展背景下源自地幔的流体和热量是触发地壳部分熔融的重要因素。通过分析岩浆就位过程中围岩和岩体中形成的定向及变形组构,发现华北东部同伸展岩体的就位模式可分为三大类:以扁平岩床或岩基形式就位于中部地壳的水平韧性剪切带内;岩浆以近直立运移的方式形成长轴平行拆离断层的岩基,就位于变质核杂岩核部或拆离断层下盘;岩浆就位于再活化的先存断裂,通过膨胀作用、挤压围岩获得就位空间并使围岩变形,形成类似底辟作用的就位方式。剪切应力和浮力是影响岩浆运移方向的重要力学参数。岩浆自源区上升的过程中浮力起着主要控制作用,就位于韧性剪切带时剪切应力起着控制作用,就位于浅部地壳的脆-韧性过渡带时浮力的作用再次凸显。     

新疆阿尔泰花岗岩类源区物质的定量模拟

对产出于阿尔泰、额尔齐斯、乌化古三条构造-岩浆带上的六个典型岩体进行了源区岩石化学组成和初始熔体部分熔融程度的定量模拟。模拟结果表明:六个岩体的ε_(Sr)~t值多介于0-120之间,源区岩石多为地幔物质与陆壳物质的混合源,地壳柱中成熟陆壳所占比例较少,反映了中亚型地洼区在地壳化学结构上的一个重要特征.从北往南,ε_(Sr)~t值与壳源锶所占百分率逐渐减小,反映了从地槽造山带核心部位往边缘部位往边缘部位,地壳柱中成熟陆壳所占比例逐渐减小。初始熔浆部分熔融程度温度、压力呈正消长关系。     

Petrogenesis of the Kaikomagatake granitoid pluton in the Izu Collision Zone, central Japan: implications for transformation of juvenile oceanic arc into mature continental crust

The Miocene Kaikomagatake pluton is one of the Neogene granitoid plutons exposed in the Izu Collision Zone, which is where the juvenile Izu-Bonin oceanic arc is colliding against the mature Honshu arc. The pluton intrudes into the Cretaceous to Paleogene Shimanto accretionary complex of the Honshu arc along the Itoigawa-Shizuoka Tectonic Line, which is the collisional boundary between the two arcs. The pluton consists of hornblende–biotite granodiorite and biotite monzogranite, and has SiO₂ contents of 68–75 wt%. It has high-K series compositions, and its incompatible element abundances are comparable to the average upper continental crust. Major and trace element compositions of the pluton show well-defined chemical trends. The trends can be interpreted with a crystal fractionation model involving the removal of plagioclase, biotite, hornblende, quartz, apatite, and zircon from a potential parent magma with a composition of ~68 wt% SiO₂. The Sr isotopic compositions, together with the partial melting modeling results, suggest that the parent magma is derived by ~53% melting of a hybrid lower crustal source comprising ~30% Shimanto metasedimentary rocks of the Honshu arc and ~70% K-enriched basaltic rocks of the Izu-Bonin rear-arc region. Together with previous studies on the Izu Collision Zone granitoid plutons, the results of this study suggest that the chemical diversity within the parental magmas of the granitoid plutons reflects the chemical variation of basaltic sources (i.e., across-arc chemical variation in the Izu-Bonin arc), as well as a variable contribution of the metasedimentary component in the lower crustal source regions. In addition, the petrogenetic models of the Izu Collision Zone granitoid plutons collectively suggest that the contribution of the metasedimentary component is required to produce granitoid magma with compositions comparable to the average upper continental crust. The Izu Collision Zone plutons provide an exceptional example of the transformation of a juvenile oceanic arc into mature continental crust.     

晶粥储存、侵入体累积组装与花岗岩成因

花岗质岩浆在地壳内的储存、迁移和分异,是导致大陆地壳生长演化的基本过程.有关地壳岩浆冷储存的新发现,挑战了数十年来深部存在以熔融体为主要组成的大岩浆房的观点.对活火山区的地球物理探测、岩石矿物学研究以及热历史模拟都一致证明,岩浆储库中的物质以晶粥为主,它们长时间处于固相线下的温度条件,属于冷储存状态.今天出露地表的大型侵入岩体,是古岩浆储库的代表,它们大都是在数百万年甚至更长的时间跨度内,多幕式的岩浆输运、累积侵位和多次添加组装而成的.侵入体的累积组装,可以通过岩石单元间接触关系的观察、岩石和矿物成分的不均一性研究以及侵入体内大的结晶时间跨度来证明.地壳浅部大型侵入体的形成,大体积的火山喷发,都要求存在穿地壳的岩浆通道系统,该系统中岩浆主要以岩墙形式将不同深度的岩浆储库串联起来,并通过无数岩床的堆垛而形成巨大的岩株或岩基等侵入体.高分异花岗岩和高硅流纹岩的存在,尤其是火山的超级喷发现象,要求岩浆储库的晶粥体发生活化和分异,而晶粥的解体往往是由于从下部侵入的新岩浆注入了额外的热和流体.保留在岩石中的晶体种群蕴含了侵入体累积组装、晶粥活化和岩浆分异的线索.尤其是再循环晶可以提供岩浆通道系统结构和演变的新信息.未来,在花岗岩成因研究中,重点要从晶粥活化与岩浆分异演化过程、岩浆上升和组装机制、火山岩与侵入岩的成因联系等方面入手,开展岩浆通道系统的跨学科研究,构建花岗岩岩浆过程研究的新范式,深入认识大陆地壳的生长和演化机理.      

广西海洋山花岗岩体侵位构造特征

花岗岩是大陆地壳的重要组成部分,是地球动力学演化的示踪剂。花岗岩体侵位构造的研究对于揭示花岗岩体的变形历史和侵位机制具有重要的科学价值。本文研究了海洋山花岗岩体的内部构造、与岩浆侵位应力有的围岩构造及热接触变质带特征,探讨了岩体和围岩的应变状态。研究发现,从岩浆侵位到冷凝固结,海洋山花岗岩体经历了液态流动、塑性变形和“半固态”冷凝阶段的演化。岩体各单元的应变类型分别是单轴压扁、平面应变、单轴压缩,