第03讲-花岗岩构造环境I

花岗岩地质学林广春长安大学地球科学与资源学院本次课堂内容花岗岩构造环境判别(I)——地球化学方法基本原理常用图解简介使用注意事项及争议花岗岩的构造环境判别——地球化学方法花岗岩形成的构造环境及其特点大洋中脊火山弧:岛弧陆弧板块内部:加厚岩石圈减薄岩石圈碰撞带:同碰撞后碰撞洋脊花岗岩(ORG)•位于海洋下地壳底部,小量的•起源于镁铁质岩浆的分离结晶•斜长岩-英云闪长岩•M-type•单斜辉石和角闪石火山弧花岗岩(VAG)•大量的,线状分布(可形成岩基)•在大陆环境下,地幔楔部分熔融并有地壳物质加入•大多数是钙碱性的•岛弧主要是M-type;大陆弧主要是I-type•单斜辉石,角闪石,黑云母•大多数为英云闪长岩–花岗闪长岩板内花岗岩:加厚岩石圈(WPG)•少量的•洋岛,大陆裂谷•起源于碱性母岩浆的AFC•A-type•碱性花岗岩类•钠质辉石/角闪石板内花岗岩:减薄岩石圈(A-WPG)•少量的•拉张的大陆边界和海洋高原•起源于拉斑-碱性岩浆的AFC,地壳混染很弱•大多数是A-type;少量S和M-type•大多数是花岗岩同碰撞花岗岩(syn-COLG)•体积变化很大(通常是小体积)•花岗岩(淡色花岗岩)•减压和/或流体加入引起的地壳熔融•S-type•白云母(石榴石,堇青石,黑云母)后碰撞花岗岩(P-COLG)•大体积的,常呈带状分布•花岗闪长岩-花岗岩-碱性花岗岩•I-type到A-type•单斜辉石,角闪石,黑云母•起源复杂:AFC,地壳熔融微量元素标准化模式图KRbBaThTaNbCeZrHfSmYYb1100.1WPGORGCOLGVAGRock/ORG在碰撞、板内和火山弧环境(地壳混染显著),高Rb和其他碱性元素含量;HFSE(如Nb,Y),相对于弧和碰撞花岗岩,在板内花岗岩中较富集MORB-normalizedspiderdiagrams.FromWinter(2001)AnIntroductiontoIgneousandMetamorphicPetrology.PrenticeHall.花岗岩常用的构造判别图解（Pearce.,1984）DiscriminantDiagramsI:Nb-YDiscriminantDiagramsII:Rb-(Nb+Y)ExamplesofgranitoiddiscriminationdiagramsusedbyPearceetal.(1984,J.Petrol.,25,956-983).Winter(2001)AnIntroductiontoIgneousandMetamorphicPetrology.PrenticeHall.具体位置取决于碰撞带的演化后碰撞花岗岩岩石形成过程:对地球化学判别图的影响DMM=DepletedMORBMantleLCC,UCC,BCC=Lower,UpperandBulkContinentalCrust注意变质(每个变质类型在地球化学判别图上产生分量)后碰撞花岗岩(可能投影于板内或火山弧环境:地球化学判别是不够的壳源花岗岩(地球化学上更反应的是源区特征,而不是形成时的构造环境)Brown的Lg[CaO/(K2O+Na2O)]-SiO2图解Batchelor的R1-R2图解判别构造环境花岗岩构造环境判别的争论•利用地球化学特征来判别花岗岩形成的构造环境(Pitcher,1983;Pearceetal.,1984;Manianetal.,1989;Barbarin,1999)•花岗岩的地球化学特征主要受源区组成和岩浆结晶演化过程等因素的制约，而构造环境往往是第二位的控制因素(Tayloretal.,1985;Robertsetal.,1993;Rapp,1995;Albertoetal.,1995;Forstetal.,1997,2001)•花岗岩与玄武岩不同，花岗岩不是由地幔，而是由地壳形成的，包括火成岩、变质岩和沉积岩，花岗岩的成分受原岩的影响非常大即使是与消减作用有关的花岗岩，其地球化学特征也主要是熔出花岗岩的源区地壳成分的反映，消减带只是提供了热源、水及相关的流体(LILE)例如：活动陆缘环境的花岗岩，基底成分不同，熔融产生的花岗岩不同•花岗岩地球化学成分还受源区残留相组分的制约例如，埃达克岩熔融的残留相含石榴石和金红石，它们富集Y、HREE（Yb）、Nb、Ta，必然造成埃达克岩贫上述元素11010010001101001000LogY(ppm)LogNb(ppm)ORGVAG+syn-COLGWPG埃达克岩系胶东辽东非埃达克岩系胶东压力增加11010010001101001000LogY+Nb(ppm)LogRb(ppm)ORGVAGWPGsyn-COLG压力增加源区熔融条件——压力的影响花岗岩的形成环境：应当主要依据共生玄武岩(辉长岩)来判断，包括双峰式火山岩中的玄武岩课堂总结花岗岩构造环境判别(I)——地球化学方法基本原理常用图解简介使用注意事项及争议[e-mail]