花崗巖類及成因

楊文慧

（河南省核工業(yè)地質(zhì)局，河南信陽464000）

花崗巖類及成因

楊文慧*

（河南省核工業(yè)地質(zhì)局，河南信陽464000）

由于花崗質(zhì)巖石類型多，分布廣，差異大。因此，國內(nèi)外學(xué)者依據(jù)不同的判別標(biāo)準(zhǔn)提出了多種花崗質(zhì)巖石的分類方案。較詳細(xì)地介紹了Barbarin（1999）和Chappell、White、Collins和Whalen等學(xué)者方案，介紹了原始物質(zhì)來源的S型和I型分類法和C型和M型分類法?？偨Y(jié)了這幾種類型的花崗巖可以根據(jù)其礦床共生組合、野外地質(zhì)特征、包體、巖石和化學(xué)判別標(biāo)準(zhǔn)來鑒別。

花崗巖類；成因；巖類

1　概述

花崗巖是大陸上分布最廣的巖漿巖。由于花崗質(zhì)巖漿的成因、來源、演化過程和后續(xù)變化的多樣性以及巖漿侵位的層位和構(gòu)造背景的不同，導(dǎo)致花崗質(zhì)巖石或稱花崗巖類（通常所指含有石英和二長石的粒狀火成巖）類型多，分布廣，差異大。因此，長期以來，花崗巖類都是地質(zhì)科學(xué)研究的主要對(duì)象之一［1］。自Read1956年提出有多種類型的花崗巖以來，地學(xué)界對(duì)花崗巖的成因分類一直存在爭議。

2　花崗巖形成的構(gòu)造環(huán)境

花崗巖作為特定地質(zhì)背景下的產(chǎn)物，它的巖石學(xué)、礦物學(xué)和地球化學(xué)特點(diǎn)應(yīng)該記錄下它形成時(shí)的構(gòu)造背景情況［3］。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為，拉伸作用廣義的擴(kuò)張作用區(qū)域內(nèi)的條件最適合于巖漿形成作用，因?yàn)樵谶@些區(qū)域內(nèi)，基底的固相線溫度因減壓作用而降低。毫無疑問，這種機(jī)理發(fā)生于裂谷作用區(qū)域內(nèi)。在這里軟流圈底辟上升，并伴隨著廣泛的玄武巖漿作用。拉伸作用區(qū)域內(nèi)的玄武巖質(zhì)火山作用具有地幔軟流圈物質(zhì)的同位素特征和地球化學(xué)特征。

一般說來，在大陸內(nèi)部，更為常見的現(xiàn)象是側(cè)向擠壓促使陸殼內(nèi)部形成一系列大型、深層下行一剪切斷裂帶，同時(shí)導(dǎo)致被斷裂帶所分隔的陸殼塊體與板片之間發(fā)生強(qiáng)烈的相互擠壓和大規(guī)模相對(duì)位移；伴隨這一構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過程，形成與斷裂活動(dòng)密切相關(guān)的單改造系列花崗巖帶，它們大多出露于斷裂帶的上盤，與斷裂帶在空間上平行展布，密切伴生，顯示花崗巖漿作用與斷裂作用之間存在密切的成因聯(lián)系［4］。

3　花崗巖類巖石的成因類型和成因

不同成因類型的花崗巖代表了在不同構(gòu)造活動(dòng)帶，不同的源巖和巖石形成作用過程的最終產(chǎn)物。因此每一種成因類型都具有代表，其物質(zhì)來源和形成條件的特殊標(biāo)志。Chappell、White、Collins和Whalen等學(xué)者依據(jù)巖石地球化學(xué)特征提出的將花崗巖分為M型、I型、S型、A型［4］，Barbarian［2］1999年在總結(jié)有關(guān)花崗質(zhì)巖石分類特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)花崗質(zhì)巖石的礦物組合、野外地質(zhì)學(xué)、巖相學(xué)和侵位資料以及巖石地球化學(xué)和地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境等特征，提出了自己的分類方案。

3.1M型花崗巖類

一般認(rèn)為，M型花崗巖類是由幔源玄武質(zhì)巖漿分異而成的花崗巖類巖石，稱為幔源花崗巖類。幔源花崗巖在大陸和大洋中均有發(fā)現(xiàn)，主要為拉斑玄武巖系列斜長花崗巖是由于地殼酸性巖（沉積變質(zhì)和火成巖）受到玄武巖漿同化產(chǎn)生的花崗巖、基性和酸性巖漿混合成的花崗巖或輝長巖類花崗巖化產(chǎn)生的花崗巖［4］。按形成機(jī)制也可以分為原地和侵入的2種。

3.2I型花崗巖類

I型花崗巖在20世紀(jì)70年代為Chappell等（1974）提出，當(dāng)時(shí)指的是下地殼幔源基性火成巖部分熔融的產(chǎn)物。在20世紀(jì)90年代Castro等（1991）通過對(duì)西班牙Iberia地區(qū)海西褶皺帶花崗巖的研究，進(jìn)一步認(rèn)為很多造山帶花崗巖都有巖漿混合作用存在［4］。I型花崗巖應(yīng)為M型（幔源）與S型（殼源）2個(gè)端元巖漿混合的產(chǎn)物，稱之為H型花崗巖—混合（混染）花崗巖，他根據(jù)花崗巖、幔源與殼源混合量的不同將H型花崗巖又細(xì)分為Hm、Hss、Hs型。并提出了它們的劃分標(biāo)志。

3.3S型花崗巖類

S型花崗巖認(rèn)為是起源于沉積源巖的花崗巖（R. A.Creaer）一般認(rèn)稱S型為殼源花崗巖［4］，而I型花崗巖應(yīng)為M型與S型2個(gè)端元巖漿混合產(chǎn)物。

3.4A型花崗巖

A型花崗巖由Loiselle和Wones（1979）引入來描述沿大陸裂谷帶（非造山）產(chǎn)生的那些花崗巖。其巖石類型通常為石英正長巖、準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖和過堿性花崗巖，在過堿性巖石中含有堿性角閃石和輝石。化學(xué)成分上A型花崗巖以富堿、低鈣和鐵鎂比值大為特征，在指定SiO2含量為70%時(shí)，CaO＜1.8%，F(xiàn)eO/MgO=8～80 （Eby，1990）。微量元素上，明顯富集REE（Eu除外）、Zr、Nb和Ta等高場強(qiáng)元素（HFSE），而Sc、Cr、Co、Ni、Ba、Sr和Eu等含量較低.這些特征與其他類型花崗巖形成明顯差別［5］。

3.5MPG型：含白云母的過鋁質(zhì)花崗巖類

MPG型花崗巖的特征是出現(xiàn)大量大的片狀的原生帶狀白云母。這些長英質(zhì)富白云母的淡色花崗巖和二云母花崗巖常含有電氣石、石榴石和獨(dú)居石。它們通常為侵入巖且很少含包體。若有，包體也通常為圍巖的捕虜體或冷凝邊的碎塊和少量殘留體。特殊的二云母花崗巖可以產(chǎn)在變質(zhì)巖中且含有殘留體類包體。Manaslu和其它高喜馬拉雅淡色花崗巖以及西歐海西帶的大部分二云母花崗巖是此類花崗巖的極好實(shí)例［6］。

3.6CPG型：含堇青石的過鋁質(zhì)花崗巖類

CPG型花崗巖以出現(xiàn)堇青石與夕線石為特征，極個(gè)別見紅柱石與少量細(xì)小片狀的原生白云母共生。堇青石可以大量出現(xiàn)，通常呈自形柱狀，更獨(dú)特的是堇青石可與石英組合形成瘤結(jié)。含堇青石的富黑云母花崗巖和花崗閃長巖也可含有電氣石、石榴石和獨(dú)居石，它們是侵入的或生成的。在根植于高級(jí)變質(zhì)巖的花崗巖中，尤其會(huì)大量出現(xiàn)由許多富云母的殘留體組成的包體和一些鎂鐵質(zhì)微粒包體，這些包體也可能出現(xiàn)在花崗巖與變質(zhì)巖共生形成的深熔雜巖中［6］。

3.7ACG型：富角閃石鈣堿性花崗巖類

ACG型的特征是在花崗閃長巖和英云閃長巖中，鈣質(zhì)角閃石和榍石普遍存在，輝石也會(huì)出現(xiàn)。捕虜體和長英質(zhì)的微粒包體通常出現(xiàn)在這些侵入花崗巖的邊緣。鎂鐵質(zhì)巖漿包體尤其豐富，且可形成數(shù)個(gè)米級(jí)的包體群，沒有發(fā)現(xiàn)殘留包體。富角閃石的花崗閃長巖和英云閃長巖群集成巨大的巖基，其上覆蓋有巨大的安山質(zhì)火山巖。它們也被稱為科迪勒拉或安第斯山型花崗巖類，因?yàn)樗鼈兪茄孛乐薮箨懳骶墢陌退缒醽喌郊幽么蟊辈垦由斓目频侠绽矫}的主要組成部分，可能環(huán)繞太平洋均有分布［6］。澳大利亞東南部Lachlan褶皺帶的大部分I型花崗巖屬于這一類型。

3.8KCG型：富鉀鈣堿性斑狀鉀長石花崗巖類

KCG型是一種非常特殊的花崗巖，僅含稀少的角閃石，沒有輝石，有一些榍石。鉀長石斑狀結(jié)構(gòu)是這些花崗巖和（不常見的）花崗閃長巖（KCG）的主要特征。與ACG型一樣，這類花崗巖為侵入體，并含有捕虜體和長英質(zhì)微粒包體，然而包體群是罕見的，鎂鐵質(zhì)巖漿包體不像ACG型中那樣大量出現(xiàn)，而且有一些殘留包體出現(xiàn)［6］。

3.9RTG型：洋脊拉斑質(zhì)花崗巖類

RTG型斜長花崗巖、奧長花崗巖、英云閃長巖和輝長巖非常稀少，它們產(chǎn)在洋殼內(nèi)，形成巖墻或小的深成巖體［6］。這些富角閃石并含輝石的巖石不同于其它類型，主要因?yàn)樗鼈兣c大洋鎂鐵質(zhì)巖共生。

3.10ATG型：島弧拉斑系列花崗巖類

ATG型與拉斑玄武巖也有親緣關(guān)系且為幔源成因。ATG不同于RTG，因其產(chǎn)在火山弧內(nèi)和活動(dòng)大陸邊緣，通常與ACG有關(guān)。因?yàn)锳TG與ACG相似，具有ACG的多數(shù)特征，只是ATG由富角閃石的英云閃長巖和閃長巖組成，不像ACG由花崗閃長巖和花崗巖組成［6］。

3.11SHG型：橄欖玄粗系列花崗巖類

SHG對(duì)應(yīng)于已從鈣堿性系列和堿性系列火山巖中獨(dú)立出來的火山巖中的橄欖玄粗巖系列。橄欖玄粗系列花崗巖類不僅明顯不同于M型和S型花崗巖，而且能從A型和I型花崗巖中區(qū)分出來［6］。SHG型花崗巖，其含鉀長石、斜長石（主要為奧長石）、石英、富鎂鐵質(zhì)礦物（主要為含鐵金云母和淺閃石角閃石）和富鈣的單斜輝石（主要為透輝石），總堿及輕稀土元素和大離子親石元素含量高，有高的w（K2O）/w（Na2O）和w （Fe2O3）/w（FeO）比值、低的TiO2含量以及在鎂鐵質(zhì)礦物中有高的x（Fe3+））/x（Fe2+）的比值。姜耀輝等［7］根據(jù)國西中昆侖造山帶的花崗巖研究認(rèn)為，至少有5種深成巖有橄欖玄粗巖的親源性，巖石類型包括石英二長閃長巖、石英二長巖、石英正長巖、黑云母（二長）花崗巖、透輝石花崗巖等。明顯地，橄欖玄粗系列花崗巖類的特征非常相似于Morrison1980年總結(jié)的橄欖玄粗質(zhì)火山巖的特征，即可以認(rèn)為SHG型花崗巖主要為幔源成因的，也有殼幔混源成因的。

4　花崗巖的幾種分類法

4.1強(qiáng)調(diào)原始物質(zhì)來源的S型和I型分類法

這個(gè)分類法是澳大利亞學(xué)者B·W·查佩爾和A·J· R·懷特1974年提出來的，此法非常著名且影響極大［8］。它強(qiáng)調(diào)花崗巖的原始物質(zhì)來源。

拉克槍帶的花崗巖類從澳大利亞的東海岸向內(nèi)展布，寬約800km，可明顯分出2個(gè)區(qū)。西區(qū)主要是過鋁質(zhì)二云母花崗巖，常見變質(zhì)沉積巖的捕擄體而東區(qū)則以鈣堿性的花崗閃長巖和英云閃長巖為主，常見鐵鎂質(zhì)的普通角閃石捕擄體；在地球化學(xué)和礦物學(xué)上兩區(qū)存在明顯差異；在侵入順序上，西區(qū)的二云母花崗巖通常較早，被東區(qū)的花崗巖體所切。兩區(qū)之間有一明顯的界線，根據(jù)這些特征，這二位學(xué)者把含沉積巖包體的花崗巖命名為S型，把含鐵鎂質(zhì)包體的偏基性花崗巖命名為I型，其特征對(duì)比見表1。

表1　I型和S型征崗的特征對(duì)比［8］

他們認(rèn)為，形成花崗巖類深成巖基的物質(zhì)都是由侵入的花崗巖巖漿冷卻而成?；◢弾r巖漿并不是單純的熔融物，S型花崗巖是沉積巖的熔融物加上難熔的固體，I型花崗巖則是火成巖的熔融物加難熔固體所組成。這就是有名的殘留體模式。

4.2C型和M型分類法

迪迪爾（Didier）等人1969年在研究法國中央地塊時(shí)，對(duì)海西期的花崗巖分出了2大類，一類是屬于一般鈣堿系列的黑云母花崗閃長巖和二長花崗巖，另一類是常見的鉀長石巨晶過鋁質(zhì)二云母花崗巖，即所謂淡色花崗巖［8］。從各種特征分析，這兩類花崗巖分別與I型和S型花崗巖相似（表2）。

但是，迪迪爾等人不同意查佩爾和懷特對(duì)花崗巖內(nèi)包體的看法。他認(rèn)為在黑云母花崗閃長巖內(nèi)的包體不是熔融物加殘留體，而是與該花崗巖同源的同一巖漿在深部的分異產(chǎn)物，包體相當(dāng)于偏基性堆積巖的破碎部分或者是在花崗巖漿內(nèi)部散布的一種基性巖漿團(tuán)塊。因此，迪爾對(duì)花崗閃長巖、二長花崗巖和淡色花崗巖類進(jìn)行了重新命名，前者命名為C型（取Crustal字首），為一種殼源型花崗巖，它們是在最低熔條件下由變質(zhì)沉積巖或較老的花崗巖類物質(zhì)熔融而成。后者命名為M型（取Mantle或Mixed字首），認(rèn)為這類花崗巖是在地幔和地殼2種巖漿混合的產(chǎn)物。

5　結(jié)論和討論

通過對(duì)花崗質(zhì)巖石的不同分類方案和各類巖石特征的對(duì)比與綜合，筆者認(rèn)為上述把花崗質(zhì)巖石分為10種類型的分類方案，綜合了花崗質(zhì)巖石的礦物組合、野外地質(zhì)學(xué)和巖相學(xué)特征、以及地球化學(xué)特征和地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境的差異及相互關(guān)系、包體特征等特征，是目前最為合理的成因分類方案。這10種類型的花崗巖可以根據(jù)其礦床共生組合、野外地質(zhì)特征、巖石和化學(xué)判別標(biāo)準(zhǔn)來鑒別：M型花崗巖形成于大洋型島弧環(huán)境，I型花崗巖發(fā)育在大洋—大陸會(huì)聚板塊邊緣，S型花崗巖是大陸—大陸碰撞帶或克拉通之上韌性剪切帶的產(chǎn)物，而A型花崗巖是地盾區(qū)與裂谷作有關(guān)的巖漿活動(dòng)或造山帶最終深成活動(dòng)產(chǎn)物。有2類過鋁質(zhì)花崗巖完全或基本是殼源的（MPG和CPG）；2類鈣堿性花崗巖是混源的（KCG和ACG）；2類拉斑系列花崗巖或堿性花崗巖完全的（ATG和RTG）；1類橄欖玄粗系列花崗巖以幔源成因?yàn)橹?，也有殼幔混源成因的（SHG）。這種新的分類方案不僅為研究花崗巖類的成因和演化過程提供了依據(jù)，也能為不同地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境中陸殼的成因、起源和再循環(huán)過程的推斷提供信息，因而具有重要意義。

表2　M型和C型花崗巖類的特征對(duì)比表［8］

［1］龐振山.河南省西部地區(qū)中生代花崗巖類地質(zhì)特征及成因［R］.

［2］BA RBA RIN B.A Review of The Relationships Between Granit Oidtypes，Their Origins and Their Geodynamic Environments ［J］.Lithos，1999（46）：605-626.

［3］吳福元，李獻(xiàn)華，楊進(jìn)輝，鄭永飛.花崗巖成因研究的若干問題［J］.巖石學(xué)報(bào)，2007，23（6）：1217.

［4］高坪仙.花崗巖類巖石形成的構(gòu)造背景及成因類型綜述［J］.國外前寒武紀(jì)地質(zhì)，1995.

［5］陳培榮，章邦桐.A型花崗巖類研究綜述［J］.譯自《Lithos》，1994（32）：149-159.

［6］樓亞兒，杜楊松，花崗質(zhì)巖石成因分類研究評(píng)述［J］.地學(xué)前緣（中國地質(zhì)大學(xué)，北京），2003（9）.

［7］JIANG Yaohui，ZHOU Xunruo，RUI Xingjian，et al.Rock Seriesand Genetictypes of Granitoids in the Western Kunlun Orogenicbelt，China［J］.Acta Geologica Sinica，2001，75（1）：19-26.

［8］周玉泉.花崗巖成因分類概述［R］.

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1004-5716（2016）07-0129-04

2015-07-16

2015-07-17

楊文慧（1984-），女（漢族），山東菏澤人，助理工程師，現(xiàn)從事造山帶、火山巖與成礦技術(shù)工作。