第九章第九章 安山岩花岗岩的岩石安山岩花岗岩的岩石组合及成因组合及成因 1 安山岩的成因安山岩的成因2 花岗岩类岩浆的成因及其类型花岗岩类岩浆的成因及其类型一、一、 安山岩的成因安山岩的成因 安山岩成因复杂性的原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研究中所要考虑的因素 安山岩成因的主要观点安山岩成因的主要观点岛弧钙碱性安山岩形成的模式岛弧钙碱性安山岩形成的模式第九章第九章 安山岩花岗岩的岩石组合及成因安山岩花岗岩的岩石组合及成因 1、安山岩成因复杂性的原因、安山岩成因复杂性的原因 一般认为安山岩是多成因的一般认为安山岩是多成因的： （1）与与玄玄武武岩岩一一样样，安安山山岩岩也也可可以以出出现现在在不不同同的的构构造造环环境境，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；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； （2）安安山山岩岩的的化化学学成成分分具具较较大大的的变变化化范范围围。如如低低MgO和和高高MgO安安山山岩岩；AFM图图上上表表现现为为拉拉斑斑系系列列和和钙钙碱碱性性系系列列；SiO2-K2O变异图上具有低钾、中钾、高钾类型。变异图上具有低钾、中钾、高钾类型。 （3）安安山山岩岩的的同同位位素素组组成成也也有有较较大大的的变变化化范范围围，表表明明安安山岩的源区物质来源有幔源、壳源或壳幔混合源之分。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岛弧火山岩的岩石化学特征岛弧地区安山岩的岛弧地区安山岩的REE和和Sr-Nd同位素特征同位素特征变化大，说明岩浆源变化大，说明岩浆源区和岩石成因的复杂性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、安山岩成因研究中所要考虑的因素安山岩产出的构造环境：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。差异。洋脊与裂谷环境：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，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浆的特点;岛弧环境：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：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（高均不可能形成上述岩浆（高MgO安山岩除外）安山岩除外）3、安山岩成因的主要观点、安山岩成因的主要观点高高MgO安山岩是由幔源原生岩浆形成的安山岩是由幔源原生岩浆形成的拉拉斑斑系系列列的的安安山山岩岩是是由由幔幔源源拉拉斑斑玄玄武武质质原原生生岩岩 浆经分离结晶作用形成的浆经分离结晶作用形成的岛岛弧弧钙钙碱碱性性安安山山岩岩的的形形成成则则不不能能用用简简单单的的源源区区 物物质质的的部部分分熔熔融融或或简简单单的的分分离离结结晶晶模模式式来来 解释，而应与岛弧环境的特殊地质背景有关。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、岛弧钙碱性安山岩的形成模式Island Arc Petrogenesis1.俯冲洋壳脱水，上俯冲洋壳脱水，上升交代上覆地升交代上覆地幔楔；幔楔；2.俯冲洋壳到俯冲洋壳到30Km以下，发生相以下，发生相变：玄武岩、变：玄武岩、辉长岩转变成辉长岩转变成榴辉岩。榴辉岩。3.地幔楔橄榄岩被交地幔楔橄榄岩被交代形成辉石岩代形成辉石岩4.变质的洋壳和地幔变质的洋壳和地幔楔物质部分熔楔物质部分熔融形成安山岩融形成安山岩岩浆。岩浆。(A)角闪石脱水角闪石脱水(B)金云母脱水金云母脱水 4、岛弧钙碱性安山岩形成的模式、岛弧钙碱性安山岩形成的模式Island Arc Petrogenesis陆内高镁闪长岩的成因陆内高镁闪长岩的成因实例简介实例简介华北克拉通东部早白垩世高镁闪长岩：华北克拉通东部早白垩世高镁闪长岩：分布：分布：时代：时代：成因：成因：二、花岗岩类岩浆的成因及其类型二、花岗岩类岩浆的成因及其类型岩浆成因与交代成因岩浆成因与交代成因岩浆花岗岩形成的主要观点岩浆花岗岩形成的主要观点花岗岩的成因类型及特征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不同构造背景的花岗岩质岩石组合第九章第九章 安山岩花岗岩的岩石组合及成因安山岩花岗岩的岩石组合及成因 1、岩浆成因与交代成因、岩浆成因与交代成因岩岩浆浆成成因因的的花花岗岗岩岩类类：由由岩岩浆浆侵侵位位冷冷凝凝形形成成，经经历历了了从从岩岩浆浆源源区区分分凝凝、上上升升迁迁移移到到异异地地就就位位的的过程过程异地花岗岩异地花岗岩 问题：大花岗岩基的空间问题？问题：大花岗岩基的空间问题？交交代代成成因因的的花花岗岗岩岩：是是指指先先存存在在的的岩岩石石基基本本上上在在固固态态的的情情况况下下由由交交代代作作用用转转变变而而成成原原地地花花岗岗岩岩；形形成成机机制制更更接接近近变变质质作作用用，也也称称花花岗岗岩岩化作用化作用2、岩浆花岗岩形成的主要观点、岩浆花岗岩形成的主要观点结晶分异作用（结晶分异作用（Bowen，1948）：）：存在，存在， 但规模小。层状和环状岩体晚期分异物但规模小。层状和环状岩体晚期分异物混合化作用（混合化作用（Daly，1914，1933）：）：通过同化作通过同化作 用或混合作用形成的混杂岩浆的过程。只能形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，而不可能形成大型成偏中性的花岗岩类岩浆，而不可能形成大型 岩基岩基深熔作用或部分熔融作用：深熔作用或部分熔融作用：认为花岗质岩浆主要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。是由中、下地壳的岩石部分熔融形成的。 证据：证据：证据：证据：1）分布：）分布：大陆区和消减带大陆一侧大陆区和消减带大陆一侧2）高级变质区：）高级变质区：花岗质脉体的形成花岗质脉体的形成3）Q-Ab-Or体系实验：体系实验：4）花岗质岩石的元素）花岗质岩石的元素 和同位素组成：和同位素组成：主要主要 来自于地壳，而不是来自于地壳，而不是 上地幔上地幔3、花岗岩的成因类型及特征、花岗岩的成因类型及特征花岗岩成因复杂的因素花岗岩成因复杂的因素 1）物质来源的多样性：）物质来源的多样性： 地壳内部的不同结构层地壳内部的不同结构层 消减带的消减洋壳和地幔楔形区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：）产出构造背景的多样性： 岛弧造山带岛弧造山带 活动大陆边缘活动大陆边缘 大陆碰撞带大陆碰撞带 陆内造山带陆内造山带 大陆裂谷带大陆裂谷带 大洋中脊大洋中脊花岗岩成因类型划分的依据及类型花岗岩成因类型划分的依据及类型 1）物质来源）物质来源 M型型- 地幔与地壳混合型地幔与地壳混合型 I型型-CI 地壳中未经风化的火成岩地壳中未经风化的火成岩 S型型-CS 地壳中经过风化的沉积岩地壳中经过风化的沉积岩 A型型- 地幔玄武岩浆演化、或玄武岩浆地幔玄武岩浆演化、或玄武岩浆 上升后，受地壳不同程度混染上升后，受地壳不同程度混染 或亏损地壳熔融的产物或亏损地壳熔融的产物 2）构造背景）构造背景 造山花岗岩造山花岗岩 过渡型花岗岩过渡型花岗岩 非造山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不同成因类型花岗岩的特征不同成因类型花岗岩的特征基于构造背景的花岗岩分类基于构造背景的花岗岩分类花岗质岩花岗质岩浆产生的浆产生的模式模式岩浆底侵岩浆底侵大洋大洋岛弧岛弧大大陆陆弧弧大陆大陆碰撞碰撞带带过渡型过渡型造造山山后后抬抬 升升 /崩塌崩塌大陆大陆裂谷裂谷热点热点洋洋中中脊，脊，洋岛洋岛造山型造山型非造山型非造山型（2）花岗岩形成构造环境的主要元素判别）花岗岩形成构造环境的主要元素判别 Maniar和和Piccoli（1989）提出的方法）提出的方法不不同同成成因因类类型型花花岗岗岩岩的的特特征征4、不同构造背景的花岗岩质岩石组合、不同构造背景的花岗岩质岩石组合大洋中脊斜长花岗岩大洋中脊斜长花岗岩洋洋-洋会聚环境的花岗岩组合洋会聚环境的花岗岩组合 辉长岩辉长岩-石英闪长岩石英闪长岩-石英二长闪长岩石英二长闪长岩-花岗闪长岩花岗闪长岩- 二长花岗岩二长花岗岩-正长花岗岩正长花岗岩非造山大陆伸展环境的花岗岩组合非造山大陆伸展环境的花岗岩组合-A型花岗岩型花岗岩太古宇英云闪长岩组合（太古宇英云闪长岩组合（TTG）大洋大洋-大陆会聚环境的花岗岩组合大陆会聚环境的花岗岩组合 造山期花岗岩造山期花岗岩 造山后花岗岩造山后花岗岩中国东南晚中生代岩石圈消减和玄武岩浆底侵中国东南晚中生代岩石圈消减和玄武岩浆底侵诱发巨量长英质岩浆模式图诱发巨量长英质岩浆模式图（周新民等，（周新民等，20012001）玄武质岩浆玄武质岩浆( (底侵作用底侵作用) )底辟的橄榄岩底辟的橄榄岩侵入岩侵入岩火山岩火山岩花岗质岩浆花岗质岩浆（部分熔融作用）（部分熔融作用）莫霍面莫霍面100 km200 km地地 面面脱水作用脱水作用下拖的洋壳下拖的洋壳( (纵向未设比例，参考纵向未设比例，参考纵向未设比例，参考纵向未设比例，参考Hildreth, 1981; Tatsumi, et al., 1995)Hildreth, 1981; Tatsumi, et al., 1995)实实例例简简介介：我们应该掌握什么？安山岩的成因安山岩的成因 岛弧和活动大陆边缘安山岩的成因模式岛弧和活动大陆边缘安山岩的成因模式花岗岩组合及其构造意义花岗岩组合及其构造意义* 造山花岗岩组合造山花岗岩组合-岛弧、大陆弧、大陆碰撞岛弧、大陆弧、大陆碰撞 非造山花岗岩组合非造山花岗岩组合-大陆裂谷、洋岛、洋中脊大陆裂谷、洋岛、洋中脊 过渡型过渡型- -造山后抬升造山后抬升/ /崩塌崩塌