A型花崗巖研究綜述

(成都理工大學(xué)　四川　成都　610059)

一、概念

距Loiselle和Wones在提出A型花崗巖的概念已經(jīng)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(jīng)發(fā)生很大的變化，隨著地質(zhì)學(xué)家對A型花崗巖的不斷研究，其概念以及判別標(biāo)志相較原始定義也發(fā)生了很大的變化。如何判斷A型花崗巖，最初是以其地球化學(xué)特征為標(biāo)志的，而后隨著A型花崗巖的研究不斷深入其地球化學(xué)判別特征也發(fā)生了變化，主要表現(xiàn)為SiO2(K2O+Na2O)，Zr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(qiáng)元素(HFSE)和稀土元素(REE，除Eu具有顯著的負(fù)Eu異常)。通常顯示出低含量的MgO、CaO以及虧損Ba、Sr、Eu、P等元素。A型花崗巖按照巖石地球化學(xué)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(xué)者提出了鋁質(zhì)A型花崗巖這一概念，這使A型花崗巖的巖石類型進(jìn)一步擴(kuò)大，一些堿鈣性、弱堿—準(zhǔn)鋁質(zhì)、弱過鋁質(zhì)巖石類型也被包括在內(nèi)。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(zhì)堿性暗色礦物。

二、判別

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相對富集，n(Ga)/n(Al)比值高(據(jù)全世界148個標(biāo)準(zhǔn)A型花崗巖統(tǒng)計)；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。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。許多學(xué)者認(rèn)為A型花崗巖中含有異常高的F含量，螢石也被看作A型花崗巖的特征副礦物，但Kinget a.l(1997)在研究澳大利亞Lachlan褶皺帶花崗巖時指出：A型花崗巖中F含量相對其它長英質(zhì)花崗巖可能更低，高的F含量不能作為區(qū)分A型和I型花崗巖的標(biāo)準(zhǔn)。對于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，同時具有相對高的Na2O含量；而較之I型花崗巖區(qū)別不大，尤其是高分異的巖漿。

三、分類

Eby(1992)將A型花崗巖分為A1和A2兩個亞類，認(rèn)為Al產(chǎn)于非造山環(huán)境，A2是后造山的。在巖石類型上，A型花崗巖包括了從堿性花崗巖經(jīng)堿長花崗巖到鉀長花崗巖以及石英正長巖、更長環(huán)斑花崗巖和紫蘇花崗巖等多種巖石類型，不僅包括了堿性巖類，還擴(kuò)大到堿鈣性、弱堿準(zhǔn)鋁、弱過鋁甚至強(qiáng)過鋁質(zhì)巖石，幾乎囊括了除I、S型花崗巖以外的其它花崗巖類(許保良等，1998)。實際上，一部分富堿質(zhì)的I和S型花崗巖也被包括進(jìn)去了，如所謂的高分異I、S型花崗巖。在礦物學(xué)上，A型花崗巖主要組成礦物為石英+(富Fe)鎂鐵質(zhì)暗色礦物+堿性長石±斜長石，一部分堿性花崗巖還含有霓石、霓輝石、鈉閃石、鈉鐵閃石、羥鐵云母和螢石等礦物?；瘜W(xué)成分上，A型花崗巖富Si、Na和K，貧Ca、Mg和Al，(O+O)/值高，富Rb、Th、Nb、Ta等高場強(qiáng)元素，貧Ba、Cr、Ni等，REE配分曲線大多呈燕式分布，以具有顯著的負(fù)Eu異常為特征，Ga/Al值高。

四、構(gòu)造背景

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)境這一點仍保有共識，但對于屬于何種構(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、熱點等非造山環(huán)境。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、斜長巖—微紋二長巖—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、正長巖—花崗巖類、二長—長花崗巖類、堿長—堿性花崗巖類和堿鈣性花崗巖類，其中前4個亞類出現(xiàn)在非造山構(gòu)造環(huán)境，后3個亞類出現(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。

五、成因

實驗研究表明，A型花崗巖可能是在低壓下形成的。Patino Douce(1997)的實驗在壓力為0.8GPa時，殘留相為單斜輝石，脫水熔融形成的花崗巖類似A型花崗巖的特征;而在更低的壓力下(<0.4GPa)，殘留相為斜長石+斜方輝石時，形成的花崗巖更具有A型花崗巖的典型特征。在地殼深熔作用中，花崗巖的Ca含量與部分熔融的壓力有一定的關(guān)系，在含水高壓條件下，富鉀變泥質(zhì)巖的部分熔融可形成高CaO的熔體。而在低壓缺水條件下，形成低CaO熔體通常認(rèn)為，A型花崗巖形成于地殼減薄環(huán)境，出現(xiàn)在碰撞后(造山后)和板內(nèi)構(gòu)造背景。