A型花崗巖的地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義

靳 楊，沈 滔

（東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西南昌330013）

A型花崗巖的地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義

靳 楊*，沈 滔

（東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西南昌330013）

了解了A型花崗巖，總結(jié)了其地球化學(xué)特征，分析了其構(gòu)造意義。通過整理綜合大量資料，得出：目前“A型花崗巖”定義有擴(kuò)大化現(xiàn)象；A型花崗巖在化學(xué)成分上、稀土元素、微量元素、同位素等方面都有著不同的地球化學(xué)特征；A型花崗巖代表的構(gòu)造環(huán)境正走向復(fù)雜化。A型花崗巖主要形成于伸展的構(gòu)造背景中，是構(gòu)造環(huán)境識(shí)別的重要巖石學(xué)標(biāo)志之一。由于其獨(dú)特的地球化學(xué)特征、形成于特殊的構(gòu)造背景和重要的地質(zhì)構(gòu)造意義，A型花崗巖的研究一直得到廣泛的關(guān)注，但是仍舊有許多問題（如命名、分類和成因等）在爭(zhēng)論之中。

A型花崗巖；地球化學(xué)特征；構(gòu)造環(huán)境；構(gòu)造意義

自Loiselle和Wones1979年提出A型花崗巖這一術(shù)語后，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)A型花崗巖進(jìn)行了大量的研究和討論。A型花崗巖之所以受到廣泛關(guān)注，主要是因?yàn)槠涮厥獾某梢?、地球化學(xué)特征、產(chǎn)出的特殊構(gòu)造背景及其重要的地球動(dòng)力學(xué)意義。本文詳細(xì)介紹了A型花崗巖的概念，并較系統(tǒng)總結(jié)了A型花崗巖地球化學(xué)特征以及構(gòu)造背景及意義。

1 A型花崗巖簡(jiǎn)介

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)來源，以此區(qū)別于殼源的Ⅱ型和S型花崗巖（Chappell and White，1974）。Bon in（2007）又將首字母“A”擴(kuò)展為堿性（Alkaline）、貧水（Anhydrous）、非造山（Anorogenic）、鋁質(zhì)（Aluminous）及模棱兩可的（Ambiguous）等5項(xiàng)，進(jìn)一步探討了A型花崗巖定義的合理性，分別討論相關(guān)“A型”的花崗巖特征，從而將A型花崗巖的概念深入到各類巖石類別中，也進(jìn)而使得初始的“3A”特征不再是A型花崗巖的必要條件，而是充分條件。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（Bon in，2007）。Collins et al.（1982）首次提出A型巖類，把具有A型特征的巖石類型擴(kuò)展到中基性巖，但主張將A型花崗巖作為Ⅱ型花崗巖的一個(gè)亞類。Creaser et al.（1991）質(zhì)疑A型花崗巖這個(gè)術(shù)語存在的必要性，認(rèn)為A型花崗巖傳達(dá)了與其它的字母分類方法不同的內(nèi)涵，建議將A型花崗巖這個(gè)術(shù)語摒棄。Eby（1992）認(rèn)為A型花崗巖雖然與Ⅱ、S、M分類不符，但至少從地球化學(xué)特征上劃分出這一類花崗巖類是有必要的。

在國內(nèi)，為了便于野外地質(zhì)和基礎(chǔ)性工作的開展，袁忠信（2001）建議用“堿性花崗巖類”一詞代替A型花崗巖，包括堿性和過堿性花崗巖及與之伴生的英堿正長(zhǎng)巖、石英正長(zhǎng)巖，以及與之伴生而且成分相近的堿長(zhǎng)花崗巖和富堿的偏鋁質(zhì)花崗巖，但對(duì)廣泛存在的鋁質(zhì)A型花崗巖歸屬缺少必要的交代，但堿性巖由來已久（程錦等，2007），并且也是一個(gè)頗受爭(zhēng)議的術(shù)語。

目前A型花崗巖的巖石類型已從原來主要指堿性花崗巖，擴(kuò)展到包括堿長(zhǎng)花崗巖、石英正長(zhǎng)巖、奧長(zhǎng)環(huán)斑花崗巖、紫蘇花崗巖和大洋斜長(zhǎng)花崗巖，在化學(xué)成分上也包括了鈣堿性、準(zhǔn)堿—準(zhǔn)鋁、弱過鋁甚至強(qiáng)過鋁等不同類型的巖石（Eby，1990；許保良等，1998；王式?jīng)驳龋?994），該巖石類型也從構(gòu)造巖類演變?yōu)榈厍蚧瘜W(xué)巖類?？傊嘘P(guān)A型花崗巖術(shù)語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（Frost et al.，2007；Bon in，2007；吳鎖平等，2007）。

2 地球化學(xué)特征

20世紀(jì)80年代以來，不少學(xué)者依據(jù)A型花崗巖的原始定義，對(duì)其地球化學(xué)特征進(jìn)行了研究和總結(jié)，認(rèn)為其主要特征為：①富硅，富堿，貧鈣、鎂、鋁，n（K2O+ Na2O）/nAl2O3和n（FeOT）/n（MgO）比值高；②高場(chǎng)強(qiáng)元素Th、Zr、Hf、Nb、Y含量高；③大離子親石元素Rb、U含量高，而Ba、Sr含量低；④Ga相對(duì)富集，n（Ga）/n（Al）比值高（據(jù)全世界148個(gè)標(biāo)準(zhǔn)A型花崗巖統(tǒng)計(jì)）；⑤稀土元素含量高，是其他類型花崗巖的數(shù)倍乃至幾十倍。輕重稀土元素分餾明顯，且具較強(qiáng)的δEu負(fù)異常，分配模式呈右傾海鷗型分布（Collins et al.，1982；Whalen et al.，1987）。高的稀土元素總量和“右傾海鷗型”的稀土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（張紹立等，1985；趙振華等，1999；楊富貴等，1999；Marks et a.l，2004）。

許多學(xué)者認(rèn)為A型花崗巖中含有異常高的F含量（Collins et a.l，1982；Whalen et a.l，1987；邱檢生等，2000a），螢石也被看作A型花崗巖的特征副礦物，但King et a.l（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Ⅱ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Ⅱ型花崗巖區(qū)別不大，尤其是高分異的巖漿（King et al.，1997，2001）。Bonin（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。

隨著世界范圍內(nèi)A型花崗巖研究的廣泛開展，A型花崗巖的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大，不斷拓展其地球化學(xué)特征，出現(xiàn)“泛A型花崗巖化”現(xiàn)象。20世紀(jì)90年代以來這種現(xiàn)象顯得較為突出，尤其是鋁質(zhì)A型花崗巖的提出，使其地球化學(xué)特征發(fā)生巨變，對(duì)主元素、稀土元素、微量元素等方面的標(biāo)識(shí)性特征起到了顛覆性作用。

3 構(gòu)造背景及意義

根據(jù)Loiselle（1979）的原始定義，A型花崗巖形成于特定的構(gòu)造環(huán)境，即非造山拉張構(gòu)造中，屬于板內(nèi)裂谷型范疇。20世紀(jì)整個(gè)80年代以來，地質(zhì)學(xué)界圍繞該觀點(diǎn)做出了許多有意義的探索，也積累了豐碩的成果。

自Maniar（1989）提出A型花崗巖可以形成于多種不同的構(gòu)造環(huán)境以來，全球興起了對(duì)A型花崗巖構(gòu)造環(huán)境分類判別的研究熱潮，雖然關(guān)于A型花崗巖形成于拉張環(huán)境這一點(diǎn)仍保有共識(shí)，但對(duì)于屬于何種構(gòu)造背景下的拉張環(huán)境，可謂眾說紛紜。后來學(xué)者根據(jù)不同的成巖環(huán)境對(duì)A型花崗巖進(jìn)行了分類總結(jié)，比較有代表性的有：Eby（1990，1992）提出可分為A1（非造山）、A2（造山期后）2類A型花崗巖；許保良（1990）總結(jié)出板緣（造山晚期）、過渡（造山期后）、板內(nèi)（裂谷、類裂谷）3種類型；洪大衛(wèi)（1995）提出AA（非造山型）、PA（后造山型）2種類型；其中A1、AA型較接近A型花崗巖的原始含義，產(chǎn)生于大陸裂谷、地幔熱柱、熱點(diǎn)等非造山環(huán)境，其判別圖解中表達(dá)的地球化學(xué)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，更多的研究表明鋁質(zhì)A型花崗巖多屬于此類。A型花崗巖代表的構(gòu)造環(huán)境走向復(fù)雜化。

構(gòu)造環(huán)境的判別是建立在地球化學(xué)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，地球化學(xué)特征的擴(kuò)大化、構(gòu)造環(huán)境的復(fù)雜化，必然也使得A型花崗巖構(gòu)造圖解的指示意義走向了多解性。如法國Corsica島Evisa堿性花崗巖投影于PA、AA的交界部位，難以取舍，為了解釋這一尷尬的位置，其被認(rèn)為是一種板塊碰撞造山期后但尚未達(dá)到非造山拉張環(huán)境下的一種PA→AA的過渡類型（洪大衛(wèi)等，1995），這種構(gòu)造環(huán)境過于依賴地球化學(xué)數(shù)據(jù)，必然導(dǎo)致其構(gòu)造意義趨于模糊；許保良等（1998）從巖石學(xué)角度對(duì)前人各分類中涉及的巖石進(jìn)行總結(jié)，指出A型花崗巖至少包括非造山和造山2種構(gòu)造環(huán)境的7種巖石類型（或組合），包括環(huán)狀雜巖體中的堿性及準(zhǔn)堿性—準(zhǔn)鋁質(zhì)巖類、斜長(zhǎng)巖—微紋二長(zhǎng)巖—紫蘇花崗巖和鉀質(zhì)（環(huán)斑）花崗巖類、層狀雜巖體中的酸性巖類、正長(zhǎng)巖—花崗巖類、二長(zhǎng)—長(zhǎng)花崗巖類、堿長(zhǎng)—堿性花崗巖類和堿鈣性花崗巖類，其中前4個(gè)亞類出現(xiàn)在非造山構(gòu)造環(huán)境，后3個(gè)亞類出現(xiàn)在造山期后構(gòu)造環(huán)境。從中總結(jié)可以看出：A型花崗巖的巖石學(xué)內(nèi)容已經(jīng)被擴(kuò)大到很廣的范圍，能符合相關(guān)構(gòu)造圖解的巖石，不論其本意如何均可劃分為A型花崗巖，這也進(jìn)一步說明了A型花崗巖已逐步成為地球化學(xué)巖類的一種。

在其構(gòu)造意義方面，自20世紀(jì)90年代以來，A型花崗巖巖石類型和形成環(huán)境的泛化，使得原始定義中的“3A”原則已經(jīng)面目全非。目前各類針對(duì)A型花崗巖的研究都抓住了其反映拉張構(gòu)造環(huán)境的總體特征，因此在研究過程中，對(duì)于處在一些特殊構(gòu)造位置，如板塊交接帶、地體碰撞帶、活動(dòng)大陸邊緣、深斷裂帶等的花崗巖，如果其在侵位時(shí)間上能與一定的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，就有可能引用擴(kuò)大化的A型花崗巖概念，以此證明造山運(yùn)動(dòng)、擠壓碰撞等構(gòu)造活動(dòng)的結(jié)束，區(qū)域構(gòu)造進(jìn)入拉張背景，一方面使各類數(shù)據(jù)有了很好的解釋，另一方面也使地區(qū)的構(gòu)造意義得到升華，一舉兩得，而對(duì)于A型花崗巖而言，其結(jié)果就是概念不斷泛化，3A特征最終模糊，乃至消失。這種現(xiàn)象是不合理的，因?yàn)锳型花崗巖是確定構(gòu)造拉張環(huán)境的充分條件而不是必要條件，即在拉張環(huán)境下產(chǎn)生的花崗巖不一定就是A型花崗巖。

4 結(jié)論

（1）目前A型花崗巖的巖石類型已從原來主要指堿性花崗巖，擴(kuò)展到包括堿長(zhǎng)花崗巖、石英正長(zhǎng)巖、奧長(zhǎng)環(huán)斑花崗巖、紫蘇花崗巖和大洋斜長(zhǎng)花崗巖，在化學(xué)成分上也包括了鈣堿性、準(zhǔn)堿—準(zhǔn)鋁、弱過鋁甚至強(qiáng)過鋁等不同類型的巖石，該巖石類型也從構(gòu)造巖類演變?yōu)榈厍蚧瘜W(xué)巖類。

（2）A型花崗巖代表的構(gòu)造環(huán)境走向復(fù)雜化，A型花崗以及相關(guān)巖石組合特殊的構(gòu)造背景，可以解決地質(zhì)史上重大的地質(zhì)事件。A型花崗巖是確定構(gòu)造拉張環(huán)境的充分條件而不是必要條件，即在拉張環(huán)境下產(chǎn)生的花崗巖不一定就是A型花崗巖。

（3）A型花崗巖具有獨(dú)特的地球化學(xué)性質(zhì)和構(gòu)造動(dòng)意義，對(duì)花崗巖的成因研究起到了巨大的推動(dòng)作用。

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1004-5716（2015）03-0151-03

2014-09-23

靳楊（1988-），男（漢族），山西渾源人，東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向：礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)。