國內A型花崗巖研究現(xiàn)狀

閆江浩

摘要：A型花崗巖自提出30多年以來，由于其特殊的地球化學特征和獨特的構造環(huán)境解釋一直受到地質學家的關注，其內涵和外延相對于原始定義已經發(fā)生了很大的變化。本文主要針對A型花崗巖的概念、判別、分類，以及其成因模式、構造背景和動力學意義等方面對A型花崗巖進行了較為詳細的介紹。

關鍵詞：A型花崗巖；判別；成因模式；構造背景；動力意義

1. 概念

距Loiselle和Wones在提出A型花崗巖的概念已經30年了，A型花崗巖相比于其最初的概念堿性（alkaline）、無水（anhydrous）和非造山（anorogenic）已經發(fā)生很大的變化，隨著地質學家對A型花崗巖的不斷研究，其概念以及判別標志相較原始定義也發(fā)生了很大的變化[1]。

如何判斷A型花崗巖，最初是以其地球化學特征為標志的，而后隨著A型花崗巖的研究不斷深入其地球化學判別特征也發(fā)生了變化，主要表現(xiàn)為SiO2（K2O+Na2O），Zr，Nb，Ga，Y，F(xiàn)等元素含量高，具有高的FeO*/MgO，（K+Na）/Al，Ga/Al和K/Na比值，顯著富集高場強元素（HFSE）和稀土元素（REE，除Eu具有顯著的負Eu異常）。通常顯示出低含量的MgO、CaO，以及虧損Ba、Sr、Eu、P、Ti等元素[3]。A型花崗巖按照巖石地球化學特征判別是堿性的，所以從巖石類型上來說基本上包括了從堿性花崗巖到鉀長花崗巖，近幾年有些學者提出了鋁質A型花崗巖這一概念，這使A型花崗巖的巖石類型進一步擴大，一些堿鈣性、弱堿—準鋁質、弱過鋁質巖石類型也被包括在內[2]。A型花崗巖主要組成礦物一般為石英、堿性長石、斜長石、少量富Fe鎂鐵質堿性暗色礦物。

2. A型花崗巖判別

自20紀80年代A型花崗巖提出以來，大量學者依據(jù)A型花崗巖的定義對A型花崗巖的地球化學特征進行了總結：高Si，富Na、K，貧Ca、Mg、Al，高場強元素Nb、Th、Zr、Hf、Y含量高。大離子親石元素選擇性富集其中，Rb、U含量高，而Ba、Sr元素含量低。主量元素特征表現(xiàn)為K2O/Na2O、（K2O+Na2O）/Al2O3和FeO*/MgO比值高；Ga含量高，Ga/Al比值高，在判別圖解中一般以10000Ga/Al大于2.6作為特征進行A型花崗巖判別。相比較于其他花崗巖A型花崗巖的稀土元素含量一般較高，是其他類型花崗巖的數(shù)倍。輕重稀土元素分餾比較明顯，稀土元素分配模式呈右傾燕列式分布并伴隨有較強的負Eu異常[4]。這些地球化學特征通常是其高度的礦物分異演化造成的，A型花崗巖中的長石類礦物通常以正長石為主，其次是鈉長石，堿性暗色礦物一般為堿性角閃石和黑云母[5]。由于鋁質A型花崗巖的提出，地質學家對鋁質A型花崗巖也進行了深入研究，鋁質A型花崗巖的鋁飽和指數(shù)A/CNK值通常大于1.0，在地球化學判斷中通常落于準鋁質或者弱過鋁質區(qū)域。多數(shù)研究者為了更好地利用A型花崗巖解釋地質背景，對一些地球化學特征相似的巖石提出了準鋁質、過鋁質A型花崗巖等名詞。這使A型花崗巖的地球化學判別特征不斷擴大。同位素特征上，A型花崗巖同位素值總體表現(xiàn)范圍大、沒有特殊性，暗示著其物質來源和形成過程可能很復雜[4]。

關于花崗巖的分類，國際上主要就是ISMA分類法，其中I型、S型和M型與不同的源巖有關：I型花崗巖的源巖是巖漿巖，S型花崗巖的源巖是沉積巖，M型花崗巖的原巖被認為是來自幔源，而A型花崗巖與其源巖無關，主要是依據(jù)其地球化學特征作為判別，代表產于伸展構造背景中的高溫低壓無水的花崗巖。因此全球的花崗巖總體可以分為I、S和M型，而A型則是以地球化學特征富堿質為標志區(qū)分于其他類型的。判別出A型花崗巖其實就是將A型花崗巖和其他三種類型花崗巖區(qū)分出來。因其特殊的地球化學特征，A型花崗巖10000Ga/Al比值通常大于2.6，Whalen（1987）等人提出A型花崗判別圖解以10000×Ga / AlvsFeO*/Mgo，K2O+Na2O，Nb，Zr等高場強元素圖 [11～13]。如圖1：

因為高分異的I、S型花崗巖和A型花崗巖在地球化學特征及礦物學特征方面十分相似，所以它們一般很難區(qū)分。相對于A型花崗巖來說，高分異的S型花崗巖通常具有高的P2O5含量（均值0.14%）和相對低的Na2O含量（均值2.81%），而且隨著分異程度增強而增加，表現(xiàn)與A型花崗巖相反的趨勢。與高分異的I型花崗巖相比較來說，A型花崗巖有高的全鐵（FeO*）含量，一般大于1.00%，而高分異I型花崗巖小于1.00%；高分異的I型花崗巖具有相對低的Ba、Sr含量；通常高分異I型花崗巖的形成溫度較低（均值為780℃），而A型花崗巖一般形成于高溫環(huán)境[8]。

3. A型花崗巖自身的分類

按照其構造環(huán)境，Eby（1992）以A型花崗巖在不同構造環(huán)境中所表現(xiàn)出的地球化學特征作為依據(jù)，將A型花崗巖分為兩類：A1型和A2型，或者AA（Anorogenic A—Type）型和PA（Post—orogenic A—Type）型。A1型中Zr、Hf、Ta、Ga等不相容元素的比值與洋島玄武巖（OIB）相似，顯示其物質來源以地幔為主，其成因可能與洋島玄武巖相似，通常被解釋為大陸裂谷或在板內巖漿作用過程中的分異產物；A2型顯示與島弧玄武巖（IAB）相似的特征，其成巖物質來源主要是未變質沉積巖的地殼源巖，代表的環(huán)境范圍包括碰撞后花崗巖以及在漫長的高熱流、花崗質巖漿作用階段末期所侵位的花崗巖，其通常為造山后期或島弧巖漿作用的下地殼派生巖漿形成的 [9]。依據(jù)Eby（1990）的分類A1和A2可以依據(jù)Nb—Y—3Ga和Nb—Y—Ce圖解進行區(qū)分。由于Y/Nb比值對于A型花崗巖而言相對比較穩(wěn)定，可以以此作為參數(shù)制作判別圖解[12，14]。一般來說，Y/Nb<1.2時為A1型，Y/Nb>1.2時為A2型。如圖2：

4. 成因模式

原始定義的A型花崗巖，主要由源自上地幔的堿性玄武質巖漿結晶分異而生成。隨著研究的深入A型花崗巖巖石類型和構造環(huán)境的概念逐漸擴大，成因模式也趨于多樣化，特別是鋁質A型花崗巖的發(fā)現(xiàn)和提出，使得A型花崗巖的物質來源及其成因方式研究陷入多解性的困境?，F(xiàn)今A型花崗巖的成因模式可以分為以下六類：①已經提取先前熔融物的巖石圈的部分熔融[6，9]；②拉斑質巖漿極度分異或者底侵的拉斑玄武巖低程度部分熔融[11]；③已經熔融提取過的花崗質熔體的麻粒巖再次低程度部分熔融[6，7，9]；④高溫部分熔融的麻粒巖或下地殼巖石；⑤地殼淺層地殼巖石（英云閃長巖到花崗閃長巖）脫水熔融[13]；⑥幔源堿性巖漿與地殼物質相互作用[8]。上述A型花崗巖成因的觀點，幾乎包括了所有可能的巖漿成因模式，即A型花崗巖是一種在任何巖漿體系中都有可能產生的花崗巖類，這必然導致A型花崗巖的地質構造涵義日益模糊。

5. 構造背景及動力學意義

A型花崗巖最初被認為是形成于非造山拉張構造中，屬于板內裂谷型范疇。后來隨著研究的進行，地質學家在多種構造環(huán)境都發(fā)現(xiàn)有A型花崗巖，隨之全球興起了對A型花崗巖構造環(huán)境分類判別的研究熱潮，后來學者根據(jù)不同的成巖環(huán)境對A型花崗巖進行了分類總結。雖然構造環(huán)境多變但是A型花崗巖產于伸展的構造背景的觀點是公認的。而后研究者又進行了分類總結：Eby（1992）將A型花崗巖分為A1（Anorogenic A—Type）和A2（Post—orogenic A—Type）兩種類型的花崗巖，其中A1的構造環(huán)境又可以被分為大陸裂谷、洋島環(huán)境和減薄地殼環(huán)境，A2被分為后造山環(huán)境。其中A1、AA型較接近A型花崗巖的原始含義，產生于大陸裂谷、地幔熱柱、熱點等非造山環(huán)境，其判別圖解中表達的地球化學特征也與原始定義相近。A2、PA類則延伸到指示碰撞后或后造山的拉張環(huán)境[6，7，12]。這些構造環(huán)境都與其地球化學特征所顯示出來的低壓高溫環(huán)境相符合，通常顯示出拉伸的構造環(huán)境。

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