川西花岗岩的源岩 花岗岩源区分类

Johanes and Holtz（1996）提出陆壳的形成有3个阶段：第一阶段由地幔橄榄岩局部熔融形成玄物质地壳；第二阶段由玄物质壳的局部熔融产生早期陆壳的奥长花岗岩、英云闪长岩、花岗闪长岩组合；第三阶段由奥长花岗岩、英云闪长岩的局部熔融形成钾质花岗岩的上地壳。

从前述可知，川西各时代花岗岩的源岩各不相同：

晚石炭世—早二叠世大洋斜长花岗岩来源于地幔局部熔融的拉斑玄物质岩浆的分异。

中咱地块的早—中三叠世隆升型花岗岩，可能来源于地幔柱上隆过程中厚陆壳条件下的幔壳混熔。

晚三叠世—早侏罗世俯冲碰撞型花岗岩中，早期岛弧拉斑玄武质花岗岩类来源于地幔组分（主）与部分地壳组分混合物的部分熔融，或幔源玄物质岩浆和早期玄物质壳局部熔融岩浆的混合；其后的含角闪石钙碱性花岗岩类来源于洋陆碰撞阶段大规模的玄物质壳的局部熔融，并可能有少量地幔混熔；弧－陆碰撞阶段富钾钙碱性花岗岩类则可能主要来源于岛弧不成熟陆壳的部分熔融，但混有部分幔源组分（玄物质壳）；陆－陆碰撞阶段含白云母过铝－强过铝质花岗岩类，明显来源于陆壳物质（泥质岩、硬砂岩）的局部熔融。

白垩纪后碰撞型过铝－强过铝花岗岩类，岩石及地球化学特征均显示其来源于陆壳基底岩石（泥质岩、硬砂岩）的部分熔融，格聂岩体可能有部分下地壳物质混熔；而该期沙鲁里山花岗岩带偏碱性含铜浅成－超浅成花岗岩类，一部分来源于陆壳重熔残余岩浆的分离结晶或地壳的小比例部分熔融，另一部分可能来自下地壳（或者壳、幔）的部分熔融。

新生代走滑型花岗岩中，古近纪浅成相含角闪石钙碱性花岗岩与埃达克岩特征较为相近，岩浆源于富集地幔和加厚地壳的混溶；新近纪含白云母过铝质花岗岩则源于中—新元古代基底岩石的部分熔融，并具有一定的幔源特点。

上述花岗岩源岩由早至晚，总体呈现由幔源向幔壳混源、壳幔混源、壳源逐渐演变的特点。到新生代非造山时期，幔源物质又明显增加，这得到Sr、Nd同位素数据的支持（表8-4）。

川西花岗岩（Sr/Sr）_i分类及物源~

根据川西花岗岩（87Sr/86Sr）i特征（表7-1、图7-1、图7-2），可大致将川西花岗岩划分为极低（87Sr/86Sr）i、低（87Sr/86Sr）i、中（87Sr/86Sr）i、高（87Sr/86Sr）i等4类岩石。

图7-1 雅江-九龙花岗岩带花岗岩年龄-（87Sr/86Sr）i图


图7-2 沙鲁里山花岗岩带花岗岩年龄-（87Sr/86Sr）i图

1.极低（87Sr/86Sr）i花岗岩
此类花岗岩（87Sr/86Sr）i≤0.702，在花岗岩年龄－（87Sr/86Sr）i图中分布于玄武岩源区之下。
川西地区此类花岗岩分布极少，沙鲁里山花岗岩带冬措岩体老林口正长花岗岩（0.6987）、老林口二长花岗岩（0.702）、老林口石英闪长玢岩（0.6923）、红卓含铜石英闪长玢岩（0.6971）、竹鸡顶含铜细晶石英二长岩（0.6985）、茨林措角闪黑云花岗闪长岩（0.6655）属之，多为浅成相小岩体，并与铜矿化关系密切。
笔者推测此类岩石来源可能有2种：一是壳幔混熔（以幔源为主），如红卓、老林口石英闪长玢岩；二是壳源花岗岩及其分异产物，如竹鸡顶含铜细晶石英二长岩、茨林措角闪黑云花岗闪长岩。
2.极低（87Sr/86Sr）i花岗岩
此类花岗岩（87Sr/86Sr）i介于0.702～0.706之间，在花岗岩年龄－（87Sr/86Sr）i图中分布于玄武岩源区内。
与前者一样，此类花岗岩在川西出露极少，仅雅江－九龙花岗岩带西范坪含铜石英二长斑岩（0.7055）、沙鲁里山花岗岩带炯隆寺二长花岗岩（0.7057）属之，其源岩主要来自壳幔混熔。
3.中（87Sr/86Sr）i花岗岩
此类花岗岩（87Sr/86Sr）i介于0.706～0.720之间，在花岗岩年龄－（87Sr/86Sr）i图中分布于玄武岩源区与大陆壳生长线之间。
具此（87Sr/86Sr）i特征的花岗岩是川西花岗岩主体。既包括与地块俯冲机制相关的壳幔混熔的含角闪石石英闪长岩－花岗闪长岩（冬措—措交马岩体、塔玛岩体、塔公岩体、放马坪岩体、顶天柱岩体等），也包含与陆陆碰撞机制相关的壳源过铝花岗岩（新火山岩体、桥棚子岩体、折多山岩体等）。
此类花岗岩中，主体部分（87Sr/86Sr）i介于0.706～0.710之间，其主要岩石属壳幔混熔的含角闪石花岗岩类；部分花岗岩（87Sr/86Sr）i介于0.710～0.720之间，其主要岩石属陆壳熔融的过铝花岗岩类。
4.高（87Sr/86Sr）i花岗岩
此类花岗岩（87Sr/86Sr）i> 0.720，在花岗岩年龄－（87Sr/86Sr）i图中分布于大陆壳生长线之上。
此类花岗岩在川西出露极少，计有渣陇二长花岗岩（0.7441）、格聂黑云二长花岗岩（0.7250,0.7538）、热香含铜细粒黑云石英二长岩（0.7237）、竹鸡顶含铜细晶石英二长岩（0.7270）、茨林措花岗细晶（0.7536）、冬措二长花岗岩（0.7410）。这些花岗岩多属陆壳重融的过铝花岗岩，部分是岩浆分异晚期的与多金属矿化密切相关的花岗岩。
比较川西各岩浆岩带的（87Sr/86Sr）i值可以看出，甘孜－理塘缝合带以东的雅江－九龙花岗岩带样品的初始锶比值变化不大，初始锶比值与大陆地壳相似，表明花岗岩起源于地壳物质局部熔融，应为下部地壳部分熔融后形成。甘孜－理塘缝合带以西的沙鲁里山岩浆岩带样品的初始锶变化较大，大部分样品的初始锶比值与大陆地壳相似，部分样品的初始锶比值较低，接近于现代大洋玄武岩，表明花岗岩可能起源于下地壳和上地幔，具有壳幔混源的特点。这也表明，甘孜－理塘结合带和金沙江结合带之间的沙鲁里山花岗岩带的岩浆源区相对比较复杂，岩性差异较大，可能与该区所处的岛弧环境有关。

综上所述，花岗岩都是壳源的，没有幔源的，既然没有了幔源，也就无所谓壳幔混合源了，于是，壳源本身也就失去了意义。只是因为花岗岩多多少少具有地幔的同位素印记，就说大多数花岗岩是壳幔混合成因的，不能令人信服。那么，我们应当怎样描述花岗岩的源岩特征呢？花岗岩是如此的复杂，以至于很难用一或两种方法能够将其阐述得很清楚。我们考察了许多方法，发现可能还是常用的Nd－Sr同位素图解能够给出一个相对有意义的启示。从图15.4看，按照各种岩石在Nd－Sr图中的分布，可以将全部花岗岩大致划分为3个源区：
（1）B区－玄武岩源区（basalt－derived）。以高的εNd和低的εSr为特征，εNd主要为正值，也有负值的（εNd很少低于－10，εSr很少超过0.710，图15.4A），代表由强烈亏损的地幔源区（MORB）和富集地幔EMI和EMⅡ部分熔融形成的玄武岩。主要由产于海洋里的玄武岩组成，包括MORB、OIB（洋岛玄武岩）、IAB（岛弧玄武岩）、BABB（弧后盆地玄武岩）和FPB（洋底高原玄武岩）等，也包括部分产于大陆的玄武岩，如CRB（裂谷玄武岩）（Wilson，1989），峨眉山玄武岩和中国东部新生代玄武岩等也在这个区域（Shellnuttand Zhou，2007）。其中以岛弧玄武岩的Nd－Sr同位素变化范围最大，可能超越上述范围，因为岛弧受消减带的影响，有陆壳物质的带入。
（2）C区－陆壳源区（continent－derived）。由Jahn et al.（1999）厘定的华北和华南上地壳和下地壳范围确定（图15.4A），相对于B区其Nd同位素比值很低且变化大，Sr同位素初始值高且变化大。C区还可细分为C1和C2两个亚区，二者的差别主要表现在Sr同位素初始值的不同，C1区的Sr初始值＜0.714，C2区＞0.712。
（3）BC区－玄武岩源区和陆壳源区之间的过渡源区。产于陆壳上的安山－玄武岩大多分布于该区。BC区也可按照Sr和Nd同位素的变化细分为BC1和BC2两个亚区，分别代表与C1和C2两个源区的密切关系（图15.4A）。二者的Nd同位素比值均为负值且变化大，不同在于BC1亚区的Sr初始值略低于BC2亚区（图15.4A）。华北中生代的中基性岩大多分布于BC1亚区（图15.4B），如大别镁铁－超镁铁岩，华北中部辉长－闪长岩，庐枞橄榄安粗岩系火山岩等（Jahn et al.，1999；苏尚国等，2006）。分布于该区的中基性火成岩的成因争论较大，其中的基性岩的Nd－Sr同位素组成可能具有原始特征，也可能受到陆壳物质的混染（Jahn et al.，1999）。华北中部辉长岩－高镁闪长岩系列的成因究竟是幔源的（赞岐岩）还是壳源的（埃达克岩）也有不同的看法（许文良等，2003，2004；巫祥阳等，2003）。BC2亚区镁铁－超镁铁岩的实例较少，华南侏罗－白垩纪玄武岩分布于B区和BC2区（图15.4C，杨祝良等，1999；陈卫锋等，2005；谢昕等，2005），可能暗示华南玄武岩与高Sr初始值的陆壳物质发生过混染作用，这个特点不同于华北。
这里有两个问题需要讨论：
（1）由Jahn et al.，（1999）确定的华南上地壳的Nd－Sr同位素范围究竟是上地壳还是下地壳？从图15.4B看，华南S型花岗岩分布于BC2和C2区，它们的源区是上地壳吗？研究发现，不仅S型花岗岩，华南许多A型花岗岩也分布在BC2和C2区，例如南岭大东山A型花岗岩的Nd同位素比值为－10左右，ISr为0.711～0.715（张敏等，2003）；湖南千里山A型花岗岩的Nd同位素比值在－6～－9之间，ISr在0.709～0.721之间（毛景文等，1995）；凌洪飞等（2006）报道的华南22个花岗岩的Nd同位素比值在－3.6～－13.4之间，Sr初始值变化大，在0.709～0.753之间，也大多为A型花岗岩（图15.4E）。我们知道，A型花岗岩是高温岩浆，形成的深度较浅（吴福元等，2007）。此外，刘昌实等（2005）研究的燕山早期广东腊圃花岗岩（据本书的判别属于低Sr高Yb的浙闽型花岗岩）具较高的ISr值（0.7124～0.7155）和较低的εNd（t）值（－11.18～－11.54），模拟计算显示也为下地壳部分熔融的产物。上述花岗岩的Nd－Sr范围均位于BC2和C2区（图15.4E），因此，Jahn et al.（1999）确定的被广泛使用的华南上地壳范围实际上表达的可能是下地壳而非上地壳。

图15.4 花岗岩和镁铁－超镁铁岩的Nd－Sr同位素图

（2）BC区是壳幔过渡区，但是，它可能是壳幔混合源区，也可能仍然是幔源区。按照幔源基性岩和中基性岩在Sr－Nd同位素图中的分布，B区源于亏损的地幔，产于海洋内的基性岩大多分布于该区，产于大陆的部分基性岩也分布于B区，例如峨眉山玄武岩（图15.4E）和中国东部新生代玄武岩，大体上相当于强烈亏损地幔的性质。而许多产于大陆的基性岩大多位于BC区，而且主要集中在BC1亚区，例如华北的大多数基性岩（图15.4B和D）。因此，我们不排除BC区可能是壳幔混合的源区，但是，很大的可能它仍然是幔源区，主要可能反映了源于大陆下的富集的幔源岩浆的特点，是大陆下的基性岩分布区。这样，有一种可能，即：B区代表亏损地幔源区，BC区代表富集地幔源区。因此，对于分布于BC区的花岗岩，我们的解释可能应当更加慎重一些，不能只考虑壳幔混合一种可能性。而且，即使是壳幔混合，也不同于早先壳幔混合的概念。本书强调，我们所说的“壳幔混合”是指下地壳范围内、岩浆产生以前、已经具有了壳幔过渡特征的源岩（如基性岩出露地表风化后与其他来源的物质共同组成的沉积岩经构造作用深埋于下地壳的变质岩），由这样的源岩部分熔融形成的花岗岩自然具有壳幔过渡（混合）的特征，而非花岗岩形成后地幔端元岩浆与地壳端元物质混合的概念。

衍生矿源岩系——预富集期(初成矿期)
答：旧店—大庄子一线之南,从中心到边缘岩体厚度未减,与围岩呈高角度接触,热流质被阻,金质不易向南迁移聚集,加之南部围岩是非原始矿源岩系的荆山群地层,故南部金矿(化)点甚泛;昆嵛山复式岩体为热氢气球膨胀式定位机制,其定位中心亦是郭家店单元,金矿集中分布于其西和西南部的片麻状细粒二长花岗岩内(九曲、崔召...

九岭新元古代花岗岩的成因和构造环境探讨
答：九岭岩体的二阶段钕模式年龄值为1.66～1.81Ga,该年龄值代表其源岩物质的平均地壳存留年龄,双桥山群的T2DM为1.5～1.7Ga(李献华,1996;张海祥,2000),与九岭新元古代花岗岩的钕模式年龄基本一致(表1-10)。但双桥山群的岩性主要为浅变质的板岩、千枚岩、变质砂岩,变质程度浅,而且九岭岩体侵入其中,因而双桥山群不可能成为...

华夏古陆
答：2.花岗岩 时代为新元古代,主要分布于武夷隆起带轴部浦城-洋源一线北段一带,大致呈北东-北北东向分布。在浦城渔梁至九牧地区有杉坊、坟窟、富满潭、吴垱等7个小岩体。在山下、石陂一带有邵村、水源寺及小串等岩体。岩体面积一般<0.5km2,最大的小串岩体可达20km2。围岩为麻源群,可见岩体穿切围岩片理。岩体...

(三)岩浆岩
答：一般来说,燕山晚期花岗岩相对燕山早期花岗岩向两个方向发展,一是偏基性成分含量增高;二是碱性岩增多。前者反映为斑状、似斑状岩增多,暗色矿物如黑云母、角闪石至深源包裹体增多;硅含量和K/Na值降低,钛、全铁、钙、钠含量明显增加,铝、镁、锰、磷含量也常增加;锶、钡、铁族微量元素含量有所增高,钨、锡、铜、...

花岗岩的全球分布
答：研究表明，花岗岩构造环境的研究应当予以区别对待，从全球花岗岩分布的角度，大体上可以分为三种情况：（1）产于海洋及其边缘（海岸）的花岗岩。花岗岩的源岩主要为洋壳类型的玄武岩（少量的与裂谷有关的花岗岩可能也属于这一类），花岗岩具明显的地幔印记，可以用现有的判别图判别其形成的构造环境。大陆造山带...

花岗岩含矿专属性分析
答：5.印支期花岗岩 本期花岗岩侵入活动强烈,是形成小兴安岭-张广才岭有色金属成矿带中接触交代型矿床的主要热源之一,也是形成斑岩型矿床的主要矿源岩之一。出露岩性以似斑状二长花岗岩组合为主,正长-碱长花岗岩和二长花岗斑岩-正长花岗斑岩为次,碱性花岗岩零星。本期花岗岩是本书重点研究对象,其详细的岩石学、主微量...

吉林-辽源地区中生代花岗岩形成的构造背景
答：Pitcher(1993)指出花岗岩类型与地质环境有广泛的联系,不同的构造环境将提供不同的源岩组合并产生不同的形成过程,他认为S型花岗岩形成于克拉通内和大陆碰撞造山带;高K低Ca的I型花岗岩形成于造山期后隆起环境;而低K高Ca的I型花岗岩形成于活动大陆边缘;A型花岗岩产于稳定的造山带、克拉通隆起和裂谷中,属非造山环境...

中生代侵入岩
答：(2)侏罗纪侵入岩 出露于半岛中北部和东部,为一套中酸性、酸性侵入岩类,主要包括文登、垛崮山、玲珑3个超单元,主体岩性为花岗闪长岩、二长花岗岩类,属中侏罗世第二、三、四阶段侵入岩。 文登、垛崮山等侏罗纪岩体都具有长英质陆壳深熔花岗岩的特征,含有大量继承性锆石,显示侏罗纪岩体的主要源岩是形成于800～70...

直接矿源岩系——主成矿期
答：该亚超单元特征表明:来自深部幔源富金、硅、镁、钙、钠等成矿流体的玄武岩浆,随构造活动的加剧,迅速膨胀扩大,涌入由TTG岩系(原始矿源岩系)和弱片麻状二长花岗岩(衍生矿源岩)构成的地壳内,发生了幔源富金的岩浆热流与地壳中富金及成矿物质岩系的相互作用。强烈壳幔作用,将壳源中的金活化,形成新的富金岩浆流体...

侵入岩岩石构造组合构造环境的岩石地球化学判别
答：花岗岩的成因类型和构造环境一直是地球科学研究中具有重要理论和实际意义的问题,正如肖庆辉(2002)所强调:花岗岩构造环境判别是当代花岗岩研究的前沿之一。在花岗岩成因类型和构造环境划分和鉴别方面,现在愈来愈多的人认识到火成岩岩石化学与地球化学特征直接依赖于源岩的性质、局部熔融条件与岩浆演化机理。因此,不同地区同类...