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[科普中國(guó)]-A型花崗巖

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A型花崗巖(A type granite)是產(chǎn)于裂谷帶和穩(wěn)定大陸板塊內(nèi)部的花崗質(zhì)巖石。這類(lèi)巖石通常是弱堿性花崗巖,CaO和Al2O3含量較低,F(xiàn)e/Fe+Mg值較高,K2O/Na2O值和K2O含量較高;由石英、鉀長(zhǎng)石、少量斜長(zhǎng)石和富鐵黑云母,有時(shí)有堿性角閃石等組成。堿性暗色礦物含量高,有時(shí)因富鐵還會(huì)出現(xiàn)富鐵橄欖石。這類(lèi)花崗巖因?yàn)橥ǔJ欠窃焐狡诘?、堿性的和無(wú)水的特點(diǎn),恰好這三個(gè)英文單詞的第一個(gè)字母都是“A”。故把這種花崗巖叫做A型花崗巖。

概念Loiselle和Wones(1979)最早將A型花崗巖定義為堿性(alkaline)、貧水(anhydrous)和非造山(anorogenic)的花崗巖,以3個(gè)外文詞的首字母“A”命名。不涉及其成巖物質(zhì)來(lái)源,以此區(qū)別于殼源的I型和S型花崗巖(ChappelandWhite,1974)。Bo-nin(2007)又將首字母“A”擴(kuò)展為堿性(alkaline)、貧水(anhydrous)、非造山(anorogenic)、鋁質(zhì)(alumi-nous)及模棱兩可的(Ambiguous),進(jìn)一步探討了A型花崗巖定義的合理性。A型花崗巖長(zhǎng)期被看作環(huán)狀雜巖體的同義詞,但事實(shí)上,并不是所有的環(huán)狀雜巖體都包含A型花崗巖(Bonin,2007)。Colinsetal.(1982)首次提出A型巖類(lèi),把具有A型特征的巖石類(lèi)型擴(kuò)展到中基性巖,但主張將A型花崗巖作為I型花崗巖的一個(gè)亞類(lèi)。Creaseretal.(1991)質(zhì)疑“A型花崗巖”這個(gè)術(shù)語(yǔ)存在的必要性,認(rèn)為A型花崗巖傳達(dá)了與其它的字母分類(lèi)方法不同的內(nèi)涵,建議將“A型花崗巖”這個(gè)術(shù)語(yǔ)摒棄。Eby(1992)認(rèn)為A型花崗巖雖然與“I”、“S”、“M”分類(lèi)不符,但至少?gòu)牡厍蚧瘜W(xué)特征上劃分出這一類(lèi)花崗巖類(lèi)是有必要的。在國(guó)內(nèi),為了便于野外地質(zhì)和基礎(chǔ)性工作的開(kāi)展,袁忠信(2001)建議用“堿性花崗巖”一詞代替A型花崗巖,但“堿性巖”由來(lái)已久(程錦等,2007),并且也是一個(gè)頗受爭(zhēng)議的術(shù)語(yǔ)(BatesandJackson,1980;Bonin,2007)。總之,有關(guān)A型花崗巖術(shù)語(yǔ)的使用仍舊存在分歧,但是由于其重要的地球動(dòng)力學(xué)意義,已成為地學(xué)研究的熱點(diǎn)之一(Frostetal.,2007;Bonin,2007;吳鎖平等,2007)。1

巖石學(xué)、礦物學(xué)特征在巖石類(lèi)型上,目前認(rèn)為A型花崗巖包括了從堿性花崗巖經(jīng)堿長(zhǎng)花崗巖到鉀長(zhǎng)花崗巖,以及石英正長(zhǎng)巖、更長(zhǎng)環(huán)斑花崗巖和紫蘇花崗巖等多種巖石類(lèi)型(Eby,1990;NardiandBonin,1991;DuchesneandWilmart,1997;韓寶福和洪大衛(wèi),1994),不僅包括了堿性巖類(lèi),還擴(kuò)大到堿鈣性、弱堿-準(zhǔn)鋁、弱過(guò)鋁甚至強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)巖石,幾乎囊括了除I、S型花崗巖以外的其它花崗巖(袁忠信,2001;王德滋和周新民,2002;廖忠禮等,2006;李鵬春等,2007)。一些流紋巖也顯示出A型花崗巖的特征。A型流紋巖常與同期玄武巖形成雙峰式火山巖組合,且玄武巖大多為弱堿-堿性(Lietal.,2002,2005;Whiteetal.,2006;于津海和王德滋,1997,1998;邱檢生和王德滋,1999,2000;葛文春等,2001;董月霞等,2006)。一般認(rèn)為A型流紋巖為A型花崗巖噴出相的產(chǎn)物,為下地殼麻粒巖相或古老基底變質(zhì)巖相部分熔融的產(chǎn)物(Lietal.,2002,2005;于津海和王德滋,1997,1998),相伴生的玄武巖為幔源巖漿與下地殼物質(zhì)相互作用的產(chǎn)物(葛文春等,2001;邱檢生和王德滋,1999,2000),二者并非同源巖漿演化而成。礦物學(xué)特征上,A型花崗巖主要的礦物組合為石英+(富Fe)鎂鐵質(zhì)暗色礦物±堿性長(zhǎng)石,斜長(zhǎng)石缺失或含量少,堿性花崗巖常于巖漿作用晚期形成霓石、霓輝石、鈉閃石、鈉鐵閃石、羥鐵云母和螢石等特征礦物(忻建剛等,1995;胡祥昭和黃震,1997);富氟的稀土礦物及富鋯的鋯石??梢?jiàn)到,巖石中可見(jiàn)到高溫石英(袁忠信,2001),富氟礦物多代表巖漿演化晚期的流體相礦物(王汝成等,2000);富釷鋯石可以作為A型花崗巖的標(biāo)志性礦物之一(謝磊等,2005)。

地球化學(xué)特征在化學(xué)成分上,A型花崗巖富硅、堿,貧鈣、鎂、鋁,(K2O+Na2O)/Al2O3和FeOT/MgO值高,富Rb、Th、Nb、Ta、Zr、Hf、Ga、Y,貧Sr、Ba、Cr、Co、Ni、V,并具有顯著的負(fù)Eu異常,Ga/Al值高(Collinsetal.,1982;Whalenetal.,1987)。稀土元素(除Eu外)含量高,常為輕稀土元素富集型(陳培榮等,1998,2002,2004),且其配分模式呈海鷗型展布,這是由于巖石中主要賦存稀土元素的礦物如角閃石、黑云母、霓石、磷灰石等稀土含量高,這些礦物的稀土元素配分模式與全巖相似(Marksetal.,2004;張紹立等,1985;趙振華等,1999;楊富貴等,1999)。許多學(xué)者認(rèn)為A型花崗巖中含有異常高的F含量(Collinsetal.,1982;Whalenetal.,1987;邱檢生等,2000a),螢石也被看作A型花崗巖的特征副礦物。但Kingetal.(1997)在研究澳大利亞Lachlan褶皺帶花崗巖時(shí)指出:A型花崗巖中F含量相對(duì)其它長(zhǎng)英質(zhì)花崗巖可能更低,高的F含量不能作為區(qū)分A型和I型花崗巖的標(biāo)準(zhǔn),而F的含量只是由巖漿分異程度的強(qiáng)弱所決定。對(duì)于A型花崗巖中的P2O5含量而言,較之S型花崗巖具有低得多的P2O5含量,且隨巖漿的分異程度的增高而增高,同時(shí)具有相對(duì)高的Na2O含量;而較之I型花崗巖區(qū)別不大,尤其是高分異的巖漿(Kingetal.,1997,2001)。Bo-nin(2007)認(rèn)為P2O5含量和含P礦物組合可以作為A型和S型花崗巖的判別標(biāo)志。同位素特征上,A型花崗巖同位素值總體表現(xiàn)范圍大、沒(méi)有特殊性,暗示著其物質(zhì)來(lái)源和形成過(guò)程可能很復(fù)雜(Kingetal.,1997;Bonin,2007;吳鎖平等,2007)。2

A型花崗巖的分類(lèi)至今為止,A型花崗巖的進(jìn)一步分類(lèi)方法已有多種,其分類(lèi)角度和標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同。有根據(jù)巖石學(xué)特征角度的分類(lèi),如許保良等(1998)指出A型花崗巖至少包括非造山和造山兩種環(huán)境的7種巖石類(lèi)型(或組合);有從巖石化學(xué)組分角度進(jìn)行分類(lèi)的,如Eby(1992)將A型花崗巖分為A1、A2兩個(gè)亞類(lèi),對(duì)應(yīng)于洪大衛(wèi)等(1995)的AA和PA亞類(lèi),劉昌實(shí)等(2003a)對(duì)該分類(lèi)做了進(jìn)一步的探討;Rogers和Greenberg(1990)認(rèn)為,A型花崗巖由造山后花崗巖、斜長(zhǎng)巖-環(huán)斑花崗巖以及環(huán)狀雜巖等亞類(lèi)所組成。Kingetal.(1997)提出了鋁質(zhì)A型花崗巖的概念:具有高的FeOT/(FeOT+MgO)值、富集HFSE、REE及Ga、Zn等元素,以富鐵含水鎂鐵質(zhì)礦物和鈦鐵礦為特征,形成于相對(duì)還原的地質(zhì)環(huán)境,在地球化學(xué)特征、巖相學(xué)以及野外地質(zhì)關(guān)系上均與過(guò)堿質(zhì)花崗巖差異很大。Barbarin(1999)放棄了字母分類(lèi)法,結(jié)合構(gòu)造環(huán)境、地質(zhì)背景和地球化學(xué)特征標(biāo)準(zhǔn)將花崗巖類(lèi)劃分為七個(gè)亞類(lèi),A型花崗巖僅代表幔源的過(guò)堿質(zhì)花崗巖,而準(zhǔn)鋁質(zhì)-過(guò)鋁質(zhì)未明確包括在內(nèi)。近來(lái),“還原型”和“氧化型”A型花崗巖的分類(lèi)方法從礦物組合、化學(xué)特征及氧化還原條件差異等來(lái)綜合考慮巖石成因類(lèi)型,是對(duì)A型花崗巖分類(lèi)進(jìn)行一種新的嘗試,也引起了較普遍的關(guān)注。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張勇 - 副教授 - 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院