華南印支期鋁質(zhì)A型花崗巖的判別、成因及構(gòu)造環(huán)境

沈 滔，陳正樂,，韓鳳彬，詹禮貴

SHEN Tao1，CHEN Zheng-Le1,2，HAN Feng-Bin2，ZHAN Li-Gui1

(1.東華理工大學地球科學學院，江西南昌330013；2.中國地質(zhì)科學院地質(zhì)力學研究所，北京100081) (1.School of Earth Sciences，East China Institute of Technology,Nanchang 330013,Jiangxi,China；

2.Institute of Geomechinacs,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100081,China)

華南印支期鋁質(zhì)A型花崗巖的判別、成因及構(gòu)造環(huán)境

沈 滔1，陳正樂1,2，韓鳳彬2，詹禮貴1

SHEN Tao1，CHEN Zheng-Le1,2，HAN Feng-Bin2，ZHAN Li-Gui1

(1.東華理工大學地球科學學院，江西南昌330013；2.中國地質(zhì)科學院地質(zhì)力學研究所，北京100081) (1.School of Earth Sciences，East China Institute of Technology,Nanchang 330013,Jiangxi,China；

2.Institute of Geomechinacs,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100081,China)

傳統(tǒng)意義的A型花崗巖在化學成分上可分為堿性A型花崗巖（簡稱AAG）和鋁質(zhì)A型花崗巖（簡稱ALAG）兩類，ALAG為A型花崗巖的一個亞類。隨著華南地區(qū)花崗巖研究的不斷深入，印支期鋁質(zhì)A型花崗巖越來越被關注。本文系統(tǒng)闡述了ALAG巖相學、礦物學、地球化學特征及其判別方式，分析了華南印支期ALAG的物質(zhì)來源、成因及形成構(gòu)造環(huán)境。發(fā)現(xiàn)其來源于華夏地塊古老變質(zhì)沉積巖不同程度的部分熔融，在其形成過程中有可能混染當時的基性地幔組分；構(gòu)造環(huán)境主要受控于古太平洋板塊的俯沖作用，形成于后造山階段，但應也受到了印支地塊與華南陸塊的后碰撞過程的影響。

鋁質(zhì)A型花崗巖；判別；巖石成因；構(gòu)造環(huán)境；印支期；華南

自1979年Loiselle和Wones[1]提出將具“3A”特征，即堿性（Alkaline）、無水（Anhydrous）、非造山（Anorogenic）的花崗巖定義為A型花崗巖后，國內(nèi)外學者對A型花崗巖進行了大量的研究和討論。其礦物組合為石英+富鐵的鎂鐵質(zhì)暗色礦物+堿性礦物，斜長石含量極低甚至沒有，巖石具有文象結(jié)構(gòu)和晶洞構(gòu)造，總體上屬于一種深源淺成型花崗巖。隨著研究的深入A型花崗巖已不再是“3A”這三個含義那么簡單了，King et al.（1997）[2]通過澳大利亞Lachlan褶皺帶中巖體研究，提出了鋁質(zhì)A型花崗巖的概念（即偏鋁→弱過鋁），并在隨后的10多年在全球得到了廣泛應用，我國學者在中國東部A型花崗巖研究中也發(fā)現(xiàn)郯廬斷裂以東以鋁質(zhì)A型花崗巖為主，并多與I型花崗巖共生[3-6]。對于華南來說，印支期花崗巖整體上呈面狀分布（圖1），其中不乏大量巖體已被確定為A型花崗巖，但關于鋁質(zhì)A型花崗巖的還鮮有報道，本文就根據(jù)近年來的研究成果對鋁質(zhì)A型花崗巖的巖相學、礦物學、地球化學特征及判別方式進行系統(tǒng)的闡述，并據(jù)此分析華南印支期ALAG的物質(zhì)來源、成因及形成構(gòu)造環(huán)境。

圖1 華南印支期花崗巖分布簡略圖（據(jù)郭春麗等[10]）Fig.1 Schematic map showing the distribution of the Indosinian granites in South China（modified after Guo C L,et al.[10]）

1 ALAG概述

鋁質(zhì)A型花崗巖可簡稱為ALAG，屬于A型花崗巖的一個亞類。從巖相學和礦物學特征來看，ALAG以二長花崗巖、堿長花崗巖為主，亦會出現(xiàn)在正長花崗巖、石英正長巖等中，造巖礦物為長石（斜長石、條紋長石）（60%左右）、石英（35%左右），常出現(xiàn)普通角閃石、白云母、錳鋁榴石等Al過飽和礦物及螢石等富F副礦物，暗色礦物以黑云母為主。從地球化學特征來看，ALAG具有高的SiO2（＞70%）、TiO2含量，高的FeOT/（FeOT+MgO）、K2O/Na2O比值，富鋁，其Al2O3含量普遍大于12%，A/CNK值大于1，富集高場強元素HFSE（Ga、Zn、Y、Zr等）、REE等，F(xiàn)的含量一般≤1000×10-6，形成于相對還原的地質(zhì)環(huán)境。

自上個世紀90年代鋁質(zhì)A型花崗巖提出以來，它改變了我們原先所認識到的A型花崗巖的地球化學特征，并隨著其主量元素、微量元素、稀土元素等方面的標識性特征見解的不斷更新，從根本上沖擊了長久以來對于A型花崗巖的物質(zhì)來源及生成方式的看法，使得其很多成因研究的局面陷入了多解性。

圖2 華南印支期鋁質(zhì)花崗巖體A型花崗巖判別圖解（底圖據(jù)Whalen et al.[7])Fig.2 A-type granite discrimination diagram of Indosinian aluminum granitic pluton in South China(after Whalen et al.[7])

2 ALAG判別

研究者可以利用同位素定年手段來厘定花崗巖的形成時代；利用A型花崗巖的礦物學、地球化學特征、形成構(gòu)造環(huán)境等以及與其他類型花崗巖的明顯差異來區(qū)分其是否為ALAG，而其中難點就是A型花崗巖與I、S型花崗巖的區(qū)分、A型花崗巖亞類的區(qū)分。

從礦物學角度，根據(jù)角閃石、堇青石和堿性暗色礦物的發(fā)育情況可以判別幾大類型花崗巖，I型花崗巖中一般出現(xiàn)角閃石等鎂鐵質(zhì)礦物，典型的過鋁質(zhì)礦物幾乎不出現(xiàn)，S型花崗巖中普遍出現(xiàn)過鋁質(zhì)礦物，如堇青石、石榴子石、電氣石等，基本不含包體，M型花崗巖是淺色巖組，很少出現(xiàn)暗色礦物，A型花崗巖的鎂鐵質(zhì)暗色礦物富Fe。從化學成分角度，判定A型花崗巖最有效的方法是Ga/Al的比值，104Ga/Al＞2.6可以作為A型花崗巖的判別標志，且高的Ga/Al比值只能出現(xiàn)在AAG和ALAG內(nèi)，但值得注意的是并不是所有A型花崗巖統(tǒng)統(tǒng)富Ga，此時判別就需與微量元素和稀土元素分布圖解聯(lián)用，方為上策。

Whalen et al.（1987）[7]和Eby（1990，1992）[8-9]根據(jù)結(jié)晶分離作用及主元素、HFSE、LILE的地球化學行為先后提出了104Ga/Al-Zr（Nb、Ce、Y等HFSE）、FeOT/MgO-（Zr+Nb+Ce+Y）、104Ga/Al-（Zr+Nb+Ce+Y）、FeOT/MgO-SiO2等一系列判別圖解，在區(qū)分未分異的A型花崗巖與演化了的I、S型花崗巖時，發(fā)揮了重要的指示作用，但如果是高度分異的花崗巖類及分異的A型花崗巖時，這些判別圖解則無效。King et al.（1997）[2]和Whalen et al.（1987）[7]認為可以從巖石組合入手，判別更基性的端元組分及各自在同一組合中的比例來區(qū)分高分異I或S型花崗巖和未高度分異的A型花崗巖，但若三者都高度分異后，判別將出現(xiàn)困難。

當花崗巖類被完全確定為A型花崗巖后，此時ALAG的判別將越發(fā)簡易。Eby（1990）[8]將A型花崗巖分為A1（AAG）和A2（ALAG）兩類，可用Y/Nb-Yb/Ta、Y/Nb-Ce/Nb、Nb-Y-3Ga、Nb-Y-Ce圖解加以判別，再結(jié)合如上所述的ALAG巖相學、礦物學、地球化學特征及 FeOT/（FeOT+MgO）、AR-SiO2、A/CNK-A/NK等圖解來更加細致的區(qū)分AAG和ALAG，此外，溫度也是判斷ALAG的重要標志之一，在A型花崗巖的所有亞類中，ALAG形成溫度最低。

圖3 華南印支期鋁質(zhì)花崗巖體A型花崗巖亞類判別圖解（底圖據(jù)Eby[8]；圖例同圖2）Fig.3 A-type granite subclass discrimination diagram of Indosinian aluminum granitic pluton in South China(after Eby[8]；Symbols are the same as those in Fig.2)

圖4 華南印支期鋁質(zhì)A型花崗巖A/MF-C/MF圖解（底圖據(jù)Alther et al.[22]；圖例同圖2）Fig.4 A/MF-C/MF diagram for Indosinian Aluminum A-granitesin South China(After Alther et al.[22]；Symbols are the same as those in Fig.2)

3 物質(zhì)來源及成因

縱觀整個華南地區(qū)印支期花崗巖的分布及綜合研究情況，不難發(fā)現(xiàn)印支期鋁質(zhì)花崗巖主要出露于江西、湖南、廣西、廣東和海南等?。▍^(qū)），而其中屬于鋁質(zhì)A型花崗巖的很少，此處著重選取了幾個具有ALAG特征的上述地域印支期代表性巖體進行總體的分析探討，分別為海南陵水-龍滾深斷裂兩側(cè)及白沙深斷裂南東側(cè)的中三疊世正長巖-花崗巖套[14-15]、粵北貴東復式花崗巖體中的下莊花崗巖體[16-17]、浙西南的靖居正長花崗巖[18]及湘東錫田復式巖體中的印支期成礦花崗巖[19]。在104Ga/Al-Nb（Ce）、（K2O+N2O）/CaO-（Zr+Nb+Ce+Y）、FeOT/MgO-（Zr+Nb+Ce+Y）判別圖解上（圖2）大部分巖體的相關數(shù)據(jù)絕大多數(shù)落入了A型花崗巖的區(qū)域，除粵北下莊巖體的歸屬看似還需商榷，很可能存在未分異的M、I和S型花崗巖或分異的長英質(zhì)花崗巖外，其余巖體總體上應該均屬于A型花崗巖，這也與前人研究大致相符。此外，利用Nb-Y-3Ga、Nb-Y-Ce圖解（圖3）來再次區(qū)分A型花崗巖亞類的研究發(fā)現(xiàn)，這些巖體所屬的A型花崗巖基本為A2類，可以判定為鋁質(zhì)A型花崗巖。

華南地區(qū)的印支期鋁質(zhì)花崗巖主要為印支造山運動后陸殼加厚背景下地殼物質(zhì)部分熔融產(chǎn)物[10]。關于鋁質(zhì)A型花崗巖的成因眾多學者提出了多種模式，主要有：①下部地殼物質(zhì)的部分熔融，源區(qū)的成分主要是鎂鐵質(zhì)的[11-12]；②具有正常水含量的長英質(zhì)下地殼的部分熔融，源區(qū)是經(jīng)過地幔流體交代而成為飽滿型（fertile）源區(qū)，即富集堿質(zhì)和HFSE，最理想的源區(qū)巖石應是飽滿型長英質(zhì)麻粒巖[2]；③幔殼物質(zhì)混熔的產(chǎn)物，源區(qū)位于幔-殼邊界相互作用帶內(nèi)，由飽滿型長英質(zhì)麻粒巖低度部分熔融作用所形成[3,13]；等。

前人關于這些巖體的判別、物質(zhì)來源及成因的相關研究表明：海南陵水-龍滾深斷裂兩側(cè)存在三疊紀ALAG，其是古老陸殼的熔融物與少量幔源基性巖漿混合并分異的產(chǎn)物，并且此巖漿可能與富集地幔（EMII）或EMII的派生物質(zhì)有關[14]；印支期下莊巖體很可能存在ALAG，A/MF-C/MF元素比值對比分析表明原巖可能為變質(zhì)泥巖與變質(zhì)砂巖部分熔融共同作用的產(chǎn)物[16]；浙西南靖居正長花崗巖屬印支期ALAG，其巖漿物質(zhì)來源于華夏地塊古老的變質(zhì)基底巖石的部分熔融[18]；湘東錫田復式巖體中的A型花崗巖巖體至少經(jīng)歷過兩期侵位，其中印支期（第一期）花崗巖為ALAG，其很可能為華夏地塊古元古代晚期地殼物質(zhì)部分熔融形成[19]。

近年來，雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)華南地區(qū)出露著大量的印支期鋁質(zhì)花崗巖[20-21]，但大多數(shù)屬于S型和I型花崗巖，明確為A型的還不是很多，如贛南大吉山五里亭巖體，廣東江門地區(qū)的共和、楊梅、鶴城巖體，湘東南大義山巖體，貴東花崗巖體（帽峰巖體、魯溪巖體、下莊巖體）等都很有可能存在印支期鋁質(zhì)花崗巖，但屬不屬于A型花崗巖目前仍存在爭議。

相關研究發(fā)現(xiàn)華南不同時代不同地區(qū)的鋁質(zhì)A型花崗巖從未見到具有親緣演化關系的其他侵入巖與其直接共生，可以認為他們是同一巖漿分異演化的產(chǎn)物。Alther et al.（2000）[22]的A/MF-C/MF判別圖解上（圖4）暗示了目前所發(fā)現(xiàn)的華南印支期鋁質(zhì)A型花崗巖投點幾乎全部分布于變質(zhì)泥巖和變質(zhì)雜砂巖兩者混合區(qū)域，只有海南中三疊世正長巖-花崗巖套中存在個別點于基性巖區(qū)，暗示了其成因有更深部的物質(zhì)加入。

圖5 華南印支期鋁質(zhì)A型花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解（底圖據(jù)Maniar et al.[36]；圖例同圖2）Fig.5 Diagrams for discrimination the structural environment of Indosinian Aluminum A-granites in South China (After Maniaret al.[36]；Symbols are the same as those in Fig.2)

4 形成的構(gòu)造環(huán)境

大多學者研究認為華南印支期花崗巖早期形成于擠壓環(huán)境同碰撞，晚期形成于伸展環(huán)境后碰撞，但對于由擠壓向伸展環(huán)境轉(zhuǎn)換的時間問題，依然存在著顯著地爭議[23-26]。研究者多將華南印支期巖漿活動歸因于與印支地塊和華南陸塊碰撞相關的印支運動的影響。Wang Q et al.（2005）[27]研究認為古太平洋板塊在印支期已影響到東南沿海地區(qū)；Li X H et al.（2006）[28]在海南島發(fā)現(xiàn)了代表古太平洋板塊俯沖的二疊紀弧巖漿活動，并認為華南印支期巖漿活動受控于古太平洋板塊俯沖的影響。

值得注意的是，華南印支期花崗巖90%以上為過鋁質(zhì)I型或S型花崗巖，其中強過鋁花崗巖占印支期花崗巖的72.7%[29]。一些年代學的研究資料也表明，華南的一些復式巖體，巖漿活動延續(xù)時間長，可能一個巖體內(nèi)會有印支早期、印支晚期甚至燕山期的花崗巖產(chǎn)出，所以對于印支期華南地區(qū)花崗巖形成構(gòu)造環(huán)境，需要結(jié)合多方面的資料來進行判定。此外，除早期認為的非造山之外，現(xiàn)今大多數(shù)已認為還有另一類后造山（或造山后）A型花崗巖[2,9,30-35]，A型花崗巖和堿性巖的形成與出現(xiàn)是整個造山期的結(jié)束和板內(nèi)期的來臨的標志之一，是后造山階段的特征產(chǎn)物。

以上述海南中三疊世正長巖-花崗巖套、粵北下莊巖體、浙西南靖居花崗巖體以及湘東錫田巖體為研究對象，筆者在Maniar和Piccoli（1989）[36]提出的SiO2-Al2O3和SiO2-FeOT/（FeOT+MgO）兩組構(gòu)造環(huán)境判別圖解（圖5）中發(fā)現(xiàn)，前者大部分數(shù)據(jù)點均落位于POG即后造山花崗巖類區(qū)域，后者顯示存在差異：粵北、湘東及海南個別數(shù)據(jù)點落入了POG區(qū)域，且湘東還出現(xiàn)了落入IAG+CAG+CCG區(qū)域的現(xiàn)象，但大部分海南及浙西南所有數(shù)據(jù)點分布于RRG+CEUG區(qū)域，這可能與古太平洋板塊向中國東南大陸的俯沖抬升或俯沖誘導的板內(nèi)伸展-裂解有關；而Eby（1992）[9]如圖3認為A1代表非造山階段的產(chǎn)物，A2代表后造山的產(chǎn)物，再次證明了這些巖體中ALAG的形成構(gòu)造環(huán)境。

5 總結(jié)與展望

（1）華南印支期ALAG成巖物質(zhì)應來源于華夏地塊古老變質(zhì)沉積巖不同程度的部分熔融，在其形成過程中有可能混染當時的基性地幔組分，這與華南早中生代多期次的巖石圈伸展-減薄有關，而構(gòu)造環(huán)境主要受控于古太平洋板塊的俯沖作用，形成于后造山階段，但應也受到了印支地塊與華南陸塊的后碰撞過程所影響。

（2）華南印支期A型花崗巖的成因、構(gòu)造環(huán)境、巖漿演化以及動力學機制一直存在很大爭論。面對ALAG眾多的成因模式、復雜多變的構(gòu)造環(huán)境以及華南印支期ALAG巖石學、地球化學的特殊性，其研究還需不斷探索發(fā)現(xiàn)，不斷的尋找更多的證據(jù)與方法，特別是關于構(gòu)造環(huán)境中伸展和擠壓及其時間的轉(zhuǎn)變問題，值得深思。

（3）隨著研究的進展，理論的深入，可能華南一些已經(jīng)被確定為其他類型的花崗巖的巖體也會隨之被改觀，而ALAG將可能會更注重于其與AAG之間分異、對巖漿活動的指示意義、與金屬成礦的關系以及其是否具有成礦專屬性等方面研究，并且其可能在東南沿海產(chǎn)出的發(fā)現(xiàn)率將會明顯提高。

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Shen T，Chen Z L，Han F B and Zhan L G.Discrimination,Genesis and Tectonic Setting of Indosinian Aluminum A-type Granite in South China.,2015,31(2)∶151-157.

∶The traditional meaning of the A-type granite on the chemical composition can be divided into alkaline A-type granite(AAG)and aluminum A-type granite(ALAG).Aluminum A-type granite(ALAG)belongs to a subtype of A-type granitoids.Along with the deep-going research of indosinian aluminum A-type granite in southern China,it is becoming more and more attention.The unique mineralogy feature and geochemical characteristics of ALAG is summarized to discuss the method for discriminate the ALAG from other type granitoid.It then analyzed material source,petrogenesis and tectonic settings of the Indosinian ALAG in South China.It is shown that indosinian aluminum A-type granite in southern China from different degree of partial melting of huaxia plot old metamorphic sedimentary rocks,possible contaminated the basic components of mantle in the process of its formation;tectonic setting is mainly controlled by the subduction of the ancient Pacific plate,formed at post orogenic stage,but should also be impact collision process for the indosinian block and South China continental block.

∶aluminum A-type granite;discrimination;petrogenesis;tectonic setting;Indosinian;South China

P581

A

1007-3701（2015）02-151-07

10.3969/j.issn.1007-3701.2015.02.004

2015-01-06；

2015-03-22

國家專項“深部探測技術(shù)與實驗研究”項目（Sino-probe-08-04-01）、中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)大調(diào)查項目（1212011220936）資助.

沈滔（1991—），男，碩士研究生，地質(zhì)學專業(yè)，主要從事巖石地球化學方面的研究。E-mail：shentao32@163.com.