后碰撞花崗巖類的多樣性及其構(gòu)造環(huán)境判別的復(fù)雜性研究

宇峰 姜亞國 唐靜

[摘要]后碰撞花崗巖主要產(chǎn)生于碰撞事件之后，所以其空間分布可以不受構(gòu)造原理的嚴(yán)格限制，可以橫跨構(gòu)造單元而存在。通常情況下后碰撞花崗巖可以分為I、S和A三種類型，從實(shí)際分布情況來看，I和S類型的花崗巖存在數(shù)量比較多而且分布也較為廣泛，A類型的堿性花崗巖需要特殊的地質(zhì)環(huán)境才會(huì)產(chǎn)生，其分布數(shù)量和分布范圍與前兩種類型相比多有不如。因?yàn)楹笈鲎不◢弾r存在這些分布特點(diǎn)，所以單純從微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解上對(duì)花崗巖的構(gòu)造環(huán)境進(jìn)行判斷會(huì)造成很大的識(shí)別困難。本文立足于后碰撞花崗巖的屬性實(shí)際，從構(gòu)造環(huán)境特征及區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的全面分析角度對(duì)后碰撞花崗巖類進(jìn)行判斷。

[關(guān)鍵詞]后碰撞花崗巖 多樣性 構(gòu)造環(huán)境判別復(fù)雜性

[中圖分類號(hào)]P613 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-9-2-2

0前言

從地球地理學(xué)的角度來看花崗巖是構(gòu)成地球大陸板塊的主要巖石類型之一，與其他巖石相比花崗巖的產(chǎn)生因素較多，大陸板塊上普遍存在的造山運(yùn)動(dòng)各個(gè)階段都會(huì)產(chǎn)生花崗巖，導(dǎo)致其分布極為廣泛，是現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)研究的主要內(nèi)容。從花崗巖形成的階段角度可以將花崗巖分為多種類型，其中造山運(yùn)動(dòng)后期形成的花崗巖被稱為后碰撞花崗巖，其自身的形成機(jī)制比較復(fù)雜，形成的花崗巖結(jié)構(gòu)類型也較多，而且其分布規(guī)律性較差，對(duì)地質(zhì)學(xué)研究具有鮮明現(xiàn)實(shí)意義。

1后碰撞花崗巖類的特征

1.1巖石類型多樣化

類型多樣是后碰撞花崗巖的突出特點(diǎn)，當(dāng)前存在的后碰撞花崗巖類型就存在有I型、S型和A型三種，其中I型花崗巖的的分布范圍最廣，絕大多數(shù)造山運(yùn)動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生這種中—高鉀鈣堿性花崗巖，而且隨著造山運(yùn)動(dòng)環(huán)境的不同造山活動(dòng)所產(chǎn)生的I型后膨脹花崗巖還存在著構(gòu)成元素的不均勻現(xiàn)象，最突出不均勻現(xiàn)象的就是鉀元素含量的變化，其中含鉀輛較高的花崗巖原則上屬于鉀玄巖系列，其分布如圖1所示。在喜馬拉雅山脈和歐洲海西山脈的造山運(yùn)動(dòng)中S型花崗巖分布比例最大，其形成與喜馬拉雅山脈和歐洲海西山脈的獨(dú)特地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境有關(guān)。在一些特殊的造山帶中還會(huì)存在有堿性的A型花崗巖，這種花崗巖常常有鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖石伴生。

從A型花崗巖的產(chǎn)生機(jī)制來看，A型花崗巖存在一定的特殊性分布并不具有普遍性，但是現(xiàn)存的A型花崗巖普遍表現(xiàn)與伴生的鈣堿性花崗巖相同的形成時(shí)代。同時(shí)在A型花崗巖存在的造山帶中普遍會(huì)有鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖石伴生，這種同時(shí)代特征和伴生特性在世界上大量的A型花崗巖分布區(qū)得到了驗(yàn)證。

1.2埃達(dá)克巖類屬

在后碰撞花崗巖的實(shí)際分布研究中發(fā)現(xiàn)，在特殊情況下產(chǎn)生的后碰撞花崗巖表現(xiàn)出埃達(dá)克巖的化學(xué)特征，其中最典型的分布實(shí)例就是岡底斯造山帶分布的高鉀鈣堿性巖和鉀玄巖，這種巖石本身的從構(gòu)成結(jié)構(gòu)角度來看屬于花崗巖的類型，但是從化學(xué)成分分析角度來看帶有明顯的埃達(dá)克巖特性。而且這一區(qū)域的埃達(dá)克巖還伴生有大量的銅礦，這種伴生現(xiàn)象說明埃達(dá)克巖銅礦的產(chǎn)生并不如傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為的那樣只能由大洋板塊和大陸板塊相互傾軋而產(chǎn)生。從埃達(dá)克巖的后碰撞花崗巖特性來看這種埃達(dá)克巖板上銅礦顯然是在造山帶的后碰撞時(shí)期產(chǎn)生的[1]。

1.3對(duì)蛇綠巖的侵入

由于后碰撞花崗巖石在造山帶造山運(yùn)動(dòng)基本結(jié)束的后期產(chǎn)生的，其本身的產(chǎn)生機(jī)制與造山運(yùn)動(dòng)并不相同，所以在結(jié)構(gòu)分布上與造山運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的巖石結(jié)構(gòu)類型存在較大的沖突，從理論角度分析造山帶造山運(yùn)動(dòng)結(jié)束以后造山時(shí)期形成的巖石種類基本固定，受環(huán)境因素影響而產(chǎn)生的分布結(jié)構(gòu)也基本確定，如果沒有后碰撞花崗巖的出現(xiàn)這種巖石種類和分布結(jié)構(gòu)類型能夠保持基本的穩(wěn)定。但是造山帶的后碰撞現(xiàn)象促使了后碰撞花崗巖的產(chǎn)生，在產(chǎn)生作用機(jī)制的影響寫后碰撞花崗巖產(chǎn)生并開始向四周延伸，這種延生現(xiàn)象必然會(huì)與之前造山運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的巖石產(chǎn)生沖突，如果造山運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的主要巖石類型是質(zhì)地嬌軟、壓縮性較好的蛇綠巖的話，花崗巖的“生長”活動(dòng)受到的限制就會(huì)較小，在特殊環(huán)境結(jié)構(gòu)力的影響下會(huì)產(chǎn)生后碰撞花崗巖侵入到蛇綠巖中的現(xiàn)象。如前文所述這種現(xiàn)象是種種環(huán)境因素共同影響形成的，分布并不廣泛而且存在的數(shù)量也較少。主要分布在加拿大紐芬蘭和土耳其阿納托利亞，后碰撞花崗巖的這種侵入現(xiàn)象是其產(chǎn)生時(shí)期較晚，而且能夠跨構(gòu)造單元分布的重要原因[2]。

1.4橫跨構(gòu)造單元分布

后碰撞花崗巖的另一主要特征是其能夠橫跨構(gòu)造單元而存在，這種對(duì)構(gòu)造單元的和構(gòu)造原理的破化主要是因?yàn)楹笈鲎不◢弾r的產(chǎn)生時(shí)間較短，而且環(huán)境作用機(jī)制較為復(fù)雜，在大范圍的造山運(yùn)動(dòng)時(shí)期，大陸板塊之間、大陸板塊與大洋板塊之間的相互作用會(huì)形成相對(duì)完整的地質(zhì)構(gòu)造單元，這種構(gòu)造單元能夠保證一定區(qū)域內(nèi)巖石種類和巖石分布區(qū)域的穩(wěn)定性，不同造山運(yùn)動(dòng)形成的不同巖石都具有鮮明的環(huán)境影響因素和造山運(yùn)動(dòng)影響因素，是現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)對(duì)巖石產(chǎn)生時(shí)間和地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分析的關(guān)鍵信息內(nèi)容[3]。但是后碰撞花崗巖的產(chǎn)生破壞了這一構(gòu)造單元的相對(duì)完整性。最典型的實(shí)例就是喜馬拉雅造山帶，研究人員在喜馬拉雅山帶、特提斯喜馬拉雅造山帶和岡底斯造山帶分別發(fā)現(xiàn)了構(gòu)造形成時(shí)代相近的S型花崗巖。在阿爾卑斯造山帶中形成年代相近的后碰撞鈣堿性花崗巖同時(shí)出現(xiàn)在動(dòng)Pontides和中安納托利亞，這種相同時(shí)代產(chǎn)生的后碰撞花崗巖在不同構(gòu)造單元中的出現(xiàn)，打破了構(gòu)造單元對(duì)巖石發(fā)育的限制[4]。

2后碰撞花崗巖類構(gòu)造環(huán)境判別的復(fù)雜性

在后碰撞花崗巖家族中并不僅僅存在有鈣堿性（I型）花崗巖一種類型，S型花崗巖也是后碰撞花崗巖的重要組成部分，并不是普遍發(fā)育的A型花崗巖也后碰撞產(chǎn)生的可能。如前文所述鈣堿性花崗巖、埃達(dá)克巖甚至斑巖銅礦帶都并不只有大陸板塊和打樣板塊傾軋一種產(chǎn)生途徑，而很可能是產(chǎn)生于造山運(yùn)動(dòng)的后碰撞階段，從地質(zhì)學(xué)角度規(guī)劃的S型花崗巖并不一定只能在同碰撞時(shí)期產(chǎn)生，在后碰撞時(shí)期也存在這種巖石產(chǎn)生的客觀條件[5]。從A型花崗巖化學(xué)特性的角度來看，A型花崗巖可以在后造山活動(dòng)中或者非造山活動(dòng)中產(chǎn)生，從地質(zhì)學(xué)的角度對(duì)區(qū)別這兩種不同產(chǎn)生機(jī)制的A型花崗巖石極為困難的，這也側(cè)面證明了從單一角度對(duì)A型花崗巖的是否是后碰撞時(shí)期產(chǎn)生的復(fù)雜性。綜上所述花崗巖的構(gòu)造背景是極為復(fù)雜的，其本身極可能是產(chǎn)生于造山運(yùn)動(dòng)中，也可能產(chǎn)生于同碰撞和后碰撞階段，同時(shí)也存在非造山運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的可能。單獨(dú)從巖石類型或者巖石系列的角度出發(fā)對(duì)其進(jìn)行研究是無法明確的確定其構(gòu)造環(huán)境的[6]。

在巖石構(gòu)造環(huán)境的判斷中巖漿源區(qū)性質(zhì)和巖漿煙花的結(jié)果會(huì)對(duì)花崗巖的多樣性產(chǎn)生巨大的影響，而這種巖石類型的多樣性和構(gòu)成環(huán)境的多樣性會(huì)給構(gòu)成環(huán)境的有效判斷帶來嚴(yán)重的困難，客觀上決定了后碰撞花崗巖類構(gòu)造環(huán)境判別的復(fù)雜性。當(dāng)前主流的后碰撞花崗巖構(gòu)造環(huán)境判斷方法是微量元素圖解技術(shù)，但是這種分析技術(shù)只能從巖石的外在表現(xiàn)和內(nèi)部元素含量兩個(gè)角度出發(fā)對(duì)巖石產(chǎn)生環(huán)境進(jìn)行判斷，無法兼顧巖石的實(shí)際構(gòu)成環(huán)境特點(diǎn)，不能夠有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)花崗巖打樣板塊與大陸板塊傾軋產(chǎn)生、同碰撞產(chǎn)生和后碰撞產(chǎn)生原因的區(qū)分，如圖2所示Rb-Y+Nb花崗巖可能由眾多構(gòu)造環(huán)境形成。綜上所述，筆者認(rèn)為花崗巖成分與花崗巖構(gòu)成環(huán)境之間并不存在普遍性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，花崗巖的成本并不能作為花崗巖構(gòu)成環(huán)境的唯一判斷因素，微量元素圖解技術(shù)的檢測結(jié)果也不能作為唯一真實(shí)的檢測結(jié)果[7]。

3區(qū)域構(gòu)造研究的重要性

從地質(zhì)學(xué)角度來看在后碰撞花崗巖自身種類的多樣性特點(diǎn)，以及其構(gòu)造環(huán)境判別復(fù)雜性的特點(diǎn)實(shí)際情況下，以判別圖解的方式對(duì)后碰撞花崗巖的構(gòu)成環(huán)境進(jìn)行判斷是不科學(xué)、不全面的。而要想實(shí)現(xiàn)對(duì)后碰撞花崗巖構(gòu)成環(huán)境的判斷，首先是要對(duì)其所述的構(gòu)造作用階段進(jìn)行判斷，造山運(yùn)動(dòng)中的同碰撞階段和后碰撞階段是兩個(gè)相互連接的構(gòu)造環(huán)境階段，如果不能對(duì)這兩個(gè)階段進(jìn)行精確的時(shí)間區(qū)分也就很難實(shí)現(xiàn)對(duì)花崗巖構(gòu)造環(huán)境的明確。在實(shí)際的花崗巖構(gòu)造環(huán)境分析中，根據(jù)花崗巖構(gòu)造存在的狀態(tài)可以對(duì)其產(chǎn)生的構(gòu)造環(huán)境進(jìn)行研究，如前文所述的后碰撞花崗巖存在的特點(diǎn)，后碰撞花崗巖本身產(chǎn)生于碰撞事件發(fā)生以后，所以其能夠侵入到造山運(yùn)動(dòng)中形成的蛇綠巖中。同時(shí)后碰撞階段產(chǎn)生的花崗巖存在有跨構(gòu)造單元分布的特點(diǎn)，在相距較遠(yuǎn)區(qū)域出現(xiàn)的產(chǎn)生年代相近的花崗巖很可能屬于后碰撞花崗巖。同時(shí)借助現(xiàn)代年代測定技術(shù)對(duì)碰撞事件發(fā)生的時(shí)代進(jìn)行準(zhǔn)確的測定是實(shí)現(xiàn)后碰撞花崗巖的準(zhǔn)確技術(shù)措施，通過對(duì)大量巖石年代的測算，基本斷定碰撞事件發(fā)生的年代，并以此年代作為判斷標(biāo)準(zhǔn)對(duì)花崗巖的構(gòu)成環(huán)境進(jìn)行判別，超過碰撞事件發(fā)生時(shí)代的花崗巖就可以斷定是同碰撞階段產(chǎn)生的，而小于碰撞事件發(fā)生時(shí)代的花崗巖就可以斷定是后碰撞階段產(chǎn)生的，這是判別后碰撞花崗巖最為科學(xué)的技術(shù)手段。隨著高精度皓石U-Pb定年技術(shù)的生產(chǎn)和發(fā)展，這種測定技術(shù)的推廣和應(yīng)用并不遙遠(yuǎn)[8]。

4結(jié)論

花崗巖是現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)研究的重要內(nèi)容之一，對(duì)其構(gòu)成環(huán)境的判斷是現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)研究的重壓基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一，將會(huì)對(duì)地質(zhì)研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和全面性產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的影響，因此對(duì)后碰撞花崗巖類的多樣性及其構(gòu)造環(huán)境判別的復(fù)雜性的研究具有鮮明的現(xiàn)實(shí)意義。本文從后碰撞花崗巖類的特征、后碰撞花崗巖類構(gòu)造環(huán)境判別的復(fù)雜性和區(qū)域構(gòu)造研究的重要性三個(gè)層面對(duì)這一問題進(jìn)行了簡要分析，以期為后碰撞花崗巖類構(gòu)造環(huán)境的判別水平提升提供支持和借鑒。

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