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碱质A型花岗岩的物质来源、成因与构造环境

摘要:碱质A型花岗岩(简称AAG)是A型花岗岩的亚类之一。随着科技的发展,人们对AAG有了新的认识。本文讨论了其物质来源和岩石成因及构造环境的判别方法,指出对AAG的成因和地球动力学机制的认识目前还存在明显的分歧,须待进一步的深入研究。
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关键词:碱质A型花岗岩;物质来源;岩石成因;构造环境
1979年Loiselle和Wones在GSA年会上提出了A型花岗岩这一术语,迄今为止,AAG作为A型花岗岩的亚类之一,各方面的研究都取得了很大的进展。本文主要就AAG的定义、物质来源、成因与构造环境等做一综述。
1 定义
A型花岗岩最早是由Loiselle和Wones(1979)提出来的,他们将A型花岗岩定义为碱性(alkaline)、贫水(anhydrous)和非造山(anorogenic)的花岗岩,以3个英文词的首字母“A”命名。碱质A型花岗岩(简称AAG)是A型花岗岩的亚类之一。目前对其还没有统一的定义,岩相学上,典型的AAG常见铁橄榄石、霓石、钠闪石等碱性暗色矿物。化学成分上,高硅富碱贫钙低镁,强烈富集REE和高场强元素HFSE、贫氯富氟而强烈亏损耐熔元素和Sr、Ba、P、Ti、Eu,高R1低R2以及异高的锆石和温度。
2 物质来源
评述和总结了国内外A型花岗岩的岩石学特征,指出目前被划归为这类的岩石至少包括非造山和造山两种环境的7种类型,即:①环状杂岩体中的碱性及准碱―准铝质岩类;②斜长岩―微纹二长岩―紫苏花岗岩和钾质(环斑)岩花岗岩类;③层状杂岩体中的酸性岩类;④正长岩―花岗岩类;⑤二长―正长花岗岩类;⑥碱长―碱性花岗岩类;⑦碱钙性花岗岩类。认为这些岩石的差异本质上反映出它们物质来源的多样性,亏损地幔、原始地幔、富集地幔、壳―幔和地壳物质是这些岩石的潜在源岩。而对于AAG的物质来源,目前普遍认为是壳―慢混源成因,Sr、Nd、Pb、O等同位素提供了最好的证据。AAG的ISr变化较大,∑Nd(t)- ∑Sr(t)图解上显示富集地幔趋势,Zr/Hf、Nb/Ta比值底,原始地幔标准化微量元素蛛网图上有明显的Nb亏损,Y/Nb、Yb/Ta比值高,具有岛弧玄武岩(IAB)亲缘性,以上种种事实都说明AAG是壳-慢混源的。
3 岩石成因
根据现有理论,无论是Collins等(1982)的残余源成因假说、Creaser等(1991)的无水部分熔融说,还是幔源碱性岩浆跟地壳反应的正长质衍生物再分异或正长岩浆进一步与石英质地壳岩石反应生成物,有一点是一致的:富钙斜长石的分离结晶,使残余岩浆演化为碱质A型花岗岩。针对以上残余源说和幔源说,吴富元等(2007)提出了不同的观点:其一:A型花岗岩是高温的。其二:碱性A型不可能是幔源岩浆分异而来,或来源于铁镁质源岩的部分熔融。鉴于AAG以上种种地球化学特征,苏玉平等(2005)认为AAG可以由与之伴生且同源的ALAG经过结晶分异作用形成。理论上成立不代表与实际相吻合,AAG的成因模式和实际证据还有待进一步研究和完善。
4 构造环境
花岗岩类根据构造环境可分为:岛弧花岗岩类(IAG)、大陆弧花岗岩类(CAG)、G)、造山期后花岗岩类(POG)、与裂谷有关的花岗岩类(RRG)、大陆造陆抬升花