第9章__安山岩-花岗岩的岩石组合及成因.

第九章安山岩－花岗岩的岩石组合及成因1安山岩的成因2花岗岩类岩浆的成因及其类型一、安山岩的成因•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•安山岩成因的主要观点•岛弧钙碱性安山岩形成的模式第九章安山岩－花岗岩的岩石组合及成因1、安山岩成因复杂性的原因一般认为安山岩是多成因的：（1）与玄武岩一样，安山岩也可以出现在不同的构造环境，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）安山岩的化学成分具较大的变化范围。如低MgO和高MgO安山岩；AFM图上表现为拉斑系列和钙碱性系列；SiO2-K2O变异图上具有低钾、中钾、高钾类型。（3）安山岩的同位素组成也有较大的变化范围，表明安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地区安山岩的REE和Sr-Nd同位素特征－－变化大，说明岩浆源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•安山岩产出的构造环境：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差异。•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，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;•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•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均不可能形成上述岩浆（高MgO安山岩除外）3、安山岩成因的主要观点•高MgO安山岩是由幔源原生岩浆形成的•拉斑系列的安山岩是由幔源拉斑玄武质原生岩浆经分离结晶作用形成的•岛弧钙碱性安山岩的形成则不能用简单的源区物质的部分熔融或简单的分离结晶模式来解释，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IslandArcPetrogenesis1.俯冲洋壳脱水，上升交代上覆地幔楔；2.俯冲洋壳到30Km以下，发生相变：玄武岩、辉长岩转变成榴辉岩。3.地幔楔橄榄岩被交代形成辉石岩4.变质的洋壳和地幔楔物质部分熔融形成安山岩岩浆。(A)角闪石脱水(B)金云母脱水4、岛弧钙碱性安山岩形成的模式IslandArcPetrogenesis陆内高镁闪长岩的成因——实例简介华北克拉通东部早白垩世高镁闪长岩：分布：时代：成因：二、花岗岩类岩浆的成因及其类型•岩浆成因与交代成因•岩浆花岗岩形成的主要观点•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第九章安山岩－花岗岩的岩石组合及成因1、岩浆成因与交代成因•岩浆成因的花岗岩类：由岩浆侵位冷凝形成，经历了从岩浆源区分凝、上升迁移到异地就位的过程——异地花岗岩问题：大花岗岩基的空间问题？•交代成因的花岗岩：是指先存在的岩石基本上在固态的情况下由交代作用转变而成——原地花岗岩；形成机制更接近变质作用，也称花岗岩化作用2、岩浆花岗岩形成的主要观点•结晶分异作用（Bowen，1948）：存在，但规模小。层状和环状岩体晚期分异物•混合化作用（Daly，1914，1933）：通过同化作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，而不可能形成大型岩基•深熔作用或部分熔融作用：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。证据：•证据：1）分布：大陆区和消减带大陆一侧2）高级变质区：花岗质脉体的形成3）Q-Ab-Or体系实验：4）花岗质岩石的元素和同位素组成：主要来自于地壳，而不是上地幔3、花岗岩的成因类型及特征•花岗岩成因复杂的因素1）物质来源的多样性：地壳内部的不同结构层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：岛弧造山带活动大陆边缘大陆碰撞带陆内造山带大陆裂谷带大洋中脊•花岗岩成因类型划分的依据及类型1）物质来源M型-地幔与地壳混合型I型-CI地壳中未经风化的火成岩S型-CS地壳中经过风化的沉积岩A型-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或亏损地壳熔融的产物2）构造背景造山花岗岩过渡型花岗岩非造山花岗岩不同成因类型花岗岩的特征Table18-3.TheS-I-A-MClassificationofGranitoidsTypeSiO2K2O/Na2OCa,SrA/(C+N+K)*Fe3+/Fe2+Cr,Ni18O87Sr/86SrMiscPetrogenesisM46-70%lowhighlowlowlow9?0.705LowRb,Th,USubductionzoneLowLILandHFSorocean-intraplateMantle-derivedI53-76%lowhighinlow:metal-moderatelow9?0.705highLIL/HFSSubductionzonemaficuminoustomed.Rb,Th,UInfracrustalrocksperaluminoushornblendeMafictointermed.magnetiteigneoussourceS65-74%highlowhighlowhigh9?0.707variableLIL/HFSSubductionzonehighRb,Th,Umetaluminousbiotite,cordieriteSupracrustalAls,Grt,IlmenitesedimentarysourceAhighNa2OlowvarvarlowvarvarlowLIL/HFSAnorogenic77%highperalkalinehighFe/MgStablecratonhighGa/AlRiftzoneHighREE,ZrHighF,Cl*molarAl2O3/(CaO+Na2O+K2O)DatafromWhiteandChappell(1983),Clarke(1992),Whalen(1985)不同成因类型花岗岩的特征基于构造背景的花岗岩分类花岗质岩浆产生的模式——岩浆底侵大洋岛弧大陆弧大陆碰撞带过渡型造山后抬升/崩塌大陆裂谷热点洋中脊，洋岛造山型非造山型（2）花岗岩形成构造环境的主要元素判别Maniar和Piccoli（1989）提出的方法不同成因类型花岗岩的特征4、不同构造背景的花岗岩质岩石组合•大洋中脊斜长花岗岩•洋-洋会聚环境的花岗岩组合辉长岩-石英闪长岩-石英二长闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩-正长花岗岩•非造山大陆伸展环境的花岗岩组合-A型花岗岩•太古宇英云闪长岩组合（TTG）•大洋-大陆会聚环境的花岗岩组合造山期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诱发巨量长英质岩浆模式图（周新民等，2001）玄武质岩浆(底侵作用)底辟的橄榄岩侵入岩火山岩花岗质岩浆（部分熔融作用）莫霍面100km200km地面脱水作用(纵向未设比例，参考Hildreth,1981;Tatsumi,etal.,1995)实例简介：我们应该掌握什么？•安山岩的成因－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*－造山花岗岩组合-岛弧、大陆弧、大陆碰撞－非造山花岗岩组合-大陆裂谷、洋岛、洋中脊－过渡型-造山后抬升/崩塌