花岗岩类及成因

杨文慧

（河南省核工业地质局，河南信阳464000）

花岗岩类及成因

杨文慧*

（河南省核工业地质局，河南信阳464000）

由于花岗质岩石类型多，分布广，差异大。因此，国内外学者依据不同的判别标准提出了多种花岗质岩石的分类方案。较详细地介绍了Barbarin（1999）和Chappell、White、Collins和Whalen等学者方案，介绍了原始物质来源的S型和I型分类法和C型和M型分类法。总结了这几种类型的花岗岩可以根据其矿床共生组合、野外地质特征、包体、岩石和化学判别标准来鉴别。

花岗岩类；成因；岩类

1　概述

花岗岩是大陆上分布最广的岩浆岩。由于花岗质岩浆的成因、来源、演化过程和后续变化的多样性以及岩浆侵位的层位和构造背景的不同，导致花岗质岩石或称花岗岩类（通常所指含有石英和二长石的粒状火成岩）类型多，分布广，差异大。因此，长期以来，花岗岩类都是地质科学研究的主要对象之一［1］。自Read1956年提出有多种类型的花岗岩以来，地学界对花岗岩的成因分类一直存在争议。

2　花岗岩形成的构造环境

花岗岩作为特定地质背景下的产物，它的岩石学、矿物学和地球化学特点应该记录下它形成时的构造背景情况［3］。传统的观点认为，拉伸作用广义的扩张作用区域内的条件最适合于岩浆形成作用，因为在这些区域内，基底的固相线温度因减压作用而降低。毫无疑问，这种机理发生于裂谷作用区域内。在这里软流圈底辟上升，并伴随着广泛的玄武岩浆作用。拉伸作用区域内的玄武岩质火山作用具有地幔软流圈物质的同位素特征和地球化学特征。

一般说来，在大陆内部，更为常见的现象是侧向挤压促使陆壳内部形成一系列大型、深层下行一剪切断裂带，同时导致被断裂带所分隔的陆壳块体与板片之间发生强烈的相互挤压和大规模相对位移；伴随这一构造运动过程，形成与断裂活动密切相关的单改造系列花岗岩带，它们大多出露于断裂带的上盘，与断裂带在空间上平行展布，密切伴生，显示花岗岩浆作用与断裂作用之间存在密切的成因联系［4］。

3　花岗岩类岩石的成因类型和成因

不同成因类型的花岗岩代表了在不同构造活动带，不同的源岩和岩石形成作用过程的最终产物。因此每一种成因类型都具有代表，其物质来源和形成条件的特殊标志。Chappell、White、Collins和Whalen等学者依据岩石地球化学特征提出的将花岗岩分为M型、I型、S型、A型［4］，Barbarian［2］1999年在总结有关花岗质岩石分类特点的基础上，依据花岗质岩石的矿物组合、野外地质学、岩相学和侵位资料以及岩石地球化学和地球动力学环境等特征，提出了自己的分类方案。

3.1M型花岗岩类

一般认为，M型花岗岩类是由幔源玄武质岩浆分异而成的花岗岩类岩石，称为幔源花岗岩类。幔源花岗岩在大陆和大洋中均有发现，主要为拉斑玄武岩系列斜长花岗岩是由于地壳酸性岩（沉积变质和火成岩）受到玄武岩浆同化产生的花岗岩、基性和酸性岩浆混合成的花岗岩或辉长岩类花岗岩化产生的花岗岩［4］。按形成机制也可以分为原地和侵入的2种。

3.2I型花岗岩类

I型花岗岩在20世纪70年代为Chappell等（1974）提出，当时指的是下地壳幔源基性火成岩部分熔融的产物。在20世纪90年代Castro等（1991）通过对西班牙Iberia地区海西褶皱带花岗岩的研究，进一步认为很多造山带花岗岩都有岩浆混合作用存在［4］。I型花岗岩应为M型（幔源）与S型（壳源）2个端元岩浆混合的产物，称之为H型花岗岩—混合（混染）花岗岩，他根据花岗岩、幔源与壳源混合量的不同将H型花岗岩又细分为Hm、Hss、Hs型。并提出了它们的划分标志。

3.3S型花岗岩类

S型花岗岩认为是起源于沉积源岩的花岗岩（R. A.Creaer）一般认称S型为壳源花岗岩［4］，而I型花岗岩应为M型与S型2个端元岩浆混合产物。

3.4A型花岗岩

A型花岗岩由Loiselle和Wones（1979）引入来描述沿大陆裂谷带（非造山）产生的那些花岗岩。其岩石类型通常为石英正长岩、准铝质花岗岩和过碱性花岗岩，在过碱性岩石中含有碱性角闪石和辉石。化学成分上A型花岗岩以富碱、低钙和铁镁比值大为特征，在指定SiO2含量为70%时，CaO＜1.8%，FeO/MgO=8～80 （Eby，1990）。微量元素上，明显富集REE（Eu除外）、Zr、Nb和Ta等高场强元素（HFSE），而Sc、Cr、Co、Ni、Ba、Sr和Eu等含量较低.这些特征与其他类型花岗岩形成明显差别［5］。

3.5MPG型：含白云母的过铝质花岗岩类

MPG型花岗岩的特征是出现大量大的片状的原生带状白云母。这些长英质富白云母的淡色花岗岩和二云母花岗岩常含有电气石、石榴石和独居石。它们通常为侵入岩且很少含包体。若有，包体也通常为围岩的捕虏体或冷凝边的碎块和少量残留体。特殊的二云母花岗岩可以产在变质岩中且含有残留体类包体。Manaslu和其它高喜马拉雅淡色花岗岩以及西欧海西带的大部分二云母花岗岩是此类花岗岩的极好实例［6］。

3.6CPG型：含堇青石的过铝质花岗岩类

CPG型花岗岩以出现堇青石与夕线石为特征，极个别见红柱石与少量细小片状的原生白云母共生。堇青石可以大量出现，通常呈自形柱状，更独特的是堇青石可与石英组合形成瘤结。含堇青石的富黑云母花岗岩和花岗闪长岩也可含有电气石、石榴石和独居石，它们是侵入的或生成的。在根植于高级变质岩的花岗岩中，尤其会大量出现由许多富云母的残留体组成的包体和一些镁铁质微粒包体，这些包体也可能出现在花岗岩与变质岩共生形成的深熔杂岩中［6］。

3.7ACG型：富角闪石钙碱性花岗岩类

ACG型的特征是在花岗闪长岩和英云闪长岩中，钙质角闪石和榍石普遍存在，辉石也会出现。捕虏体和长英质的微粒包体通常出现在这些侵入花岗岩的边缘。镁铁质岩浆包体尤其丰富，且可形成数个米级的包体群，没有发现残留包体。富角闪石的花岗闪长岩和英云闪长岩群集成巨大的岩基，其上覆盖有巨大的安山质火山岩。它们也被称为科迪勒拉或安第斯山型花岗岩类，因为它们是沿美洲大陆西缘从巴塔哥尼亚到加拿大北部延伸的科迪勒拉山脉的主要组成部分，可能环绕太平洋均有分布［6］。澳大利亚东南部Lachlan褶皱带的大部分I型花岗岩属于这一类型。

3.8KCG型：富钾钙碱性斑状钾长石花岗岩类

KCG型是一种非常特殊的花岗岩，仅含稀少的角闪石，没有辉石，有一些榍石。钾长石斑状结构是这些花岗岩和（不常见的）花岗闪长岩（KCG）的主要特征。与ACG型一样，这类花岗岩为侵入体，并含有捕虏体和长英质微粒包体，然而包体群是罕见的，镁铁质岩浆包体不像ACG型中那样大量出现，而且有一些残留包体出现［6］。

3.9RTG型：洋脊拉斑质花岗岩类

RTG型斜长花岗岩、奥长花岗岩、英云闪长岩和辉长岩非常稀少，它们产在洋壳内，形成岩墙或小的深成岩体［6］。这些富角闪石并含辉石的岩石不同于其它类型，主要因为它们与大洋镁铁质岩共生。

3.10ATG型：岛弧拉斑系列花岗岩类

ATG型与拉斑玄武岩也有亲缘关系且为幔源成因。ATG不同于RTG，因其产在火山弧内和活动大陆边缘，通常与ACG有关。因为ATG与ACG相似，具有ACG的多数特征，只是ATG由富角闪石的英云闪长岩和闪长岩组成，不像ACG由花岗闪长岩和花岗岩组成［6］。

3.11SHG型：橄榄玄粗系列花岗岩类

SHG对应于已从钙碱性系列和碱性系列火山岩中独立出来的火山岩中的橄榄玄粗岩系列。橄榄玄粗系列花岗岩类不仅明显不同于M型和S型花岗岩，而且能从A型和I型花岗岩中区分出来［6］。SHG型花岗岩，其含钾长石、斜长石（主要为奥长石）、石英、富镁铁质矿物（主要为含铁金云母和浅闪石角闪石）和富钙的单斜辉石（主要为透辉石），总碱及轻稀土元素和大离子亲石元素含量高，有高的w（K2O）/w（Na2O）和w （Fe2O3）/w（FeO）比值、低的TiO2含量以及在镁铁质矿物中有高的x（Fe3+））/x（Fe2+）的比值。姜耀辉等［7］根据国西中昆仑造山带的花岗岩研究认为，至少有5种深成岩有橄榄玄粗岩的亲源性，岩石类型包括石英二长闪长岩、石英二长岩、石英正长岩、黑云母（二长）花岗岩、透辉石花岗岩等。明显地，橄榄玄粗系列花岗岩类的特征非常相似于Morrison1980年总结的橄榄玄粗质火山岩的特征，即可以认为SHG型花岗岩主要为幔源成因的，也有壳幔混源成因的。

4　花岗岩的几种分类法

4.1强调原始物质来源的S型和I型分类法

这个分类法是澳大利亚学者B·W·查佩尔和A·J· R·怀特1974年提出来的，此法非常著名且影响极大［8］。它强调花岗岩的原始物质来源。

拉克枪带的花岗岩类从澳大利亚的东海岸向内展布，宽约800km，可明显分出2个区。西区主要是过铝质二云母花岗岩，常见变质沉积岩的捕掳体而东区则以钙碱性的花岗闪长岩和英云闪长岩为主，常见铁镁质的普通角闪石捕掳体；在地球化学和矿物学上两区存在明显差异；在侵入顺序上，西区的二云母花岗岩通常较早，被东区的花岗岩体所切。两区之间有一明显的界线，根据这些特征，这二位学者把含沉积岩包体的花岗岩命名为S型，把含铁镁质包体的偏基性花岗岩命名为I型，其特征对比见表1。

表1　I型和S型征岗的特征对比［8］

他们认为，形成花岗岩类深成岩基的物质都是由侵入的花岗岩岩浆冷却而成。花岗岩岩浆并不是单纯的熔融物，S型花岗岩是沉积岩的熔融物加上难熔的固体，I型花岗岩则是火成岩的熔融物加难熔固体所组成。这就是有名的残留体模式。

4.2C型和M型分类法

迪迪尔（Didier）等人1969年在研究法国中央地块时，对海西期的花岗岩分出了2大类，一类是属于一般钙碱系列的黑云母花岗闪长岩和二长花岗岩，另一类是常见的钾长石巨晶过铝质二云母花岗岩，即所谓淡色花岗岩［8］。从各种特征分析，这两类花岗岩分别与I型和S型花岗岩相似（表2）。

但是，迪迪尔等人不同意查佩尔和怀特对花岗岩内包体的看法。他认为在黑云母花岗闪长岩内的包体不是熔融物加残留体，而是与该花岗岩同源的同一岩浆在深部的分异产物，包体相当于偏基性堆积岩的破碎部分或者是在花岗岩浆内部散布的一种基性岩浆团块。因此，迪尔对花岗闪长岩、二长花岗岩和淡色花岗岩类进行了重新命名，前者命名为C型（取Crustal字首），为一种壳源型花岗岩，它们是在最低熔条件下由变质沉积岩或较老的花岗岩类物质熔融而成。后者命名为M型（取Mantle或Mixed字首），认为这类花岗岩是在地幔和地壳2种岩浆混合的产物。

5　结论和讨论

通过对花岗质岩石的不同分类方案和各类岩石特征的对比与综合，笔者认为上述把花岗质岩石分为10种类型的分类方案，综合了花岗质岩石的矿物组合、野外地质学和岩相学特征、以及地球化学特征和地球动力学环境的差异及相互关系、包体特征等特征，是目前最为合理的成因分类方案。这10种类型的花岗岩可以根据其矿床共生组合、野外地质特征、岩石和化学判别标准来鉴别：M型花岗岩形成于大洋型岛弧环境，I型花岗岩发育在大洋—大陆会聚板块边缘，S型花岗岩是大陆—大陆碰撞带或克拉通之上韧性剪切带的产物，而A型花岗岩是地盾区与裂谷作有关的岩浆活动或造山带最终深成活动产物。有2类过铝质花岗岩完全或基本是壳源的（MPG和CPG）；2类钙碱性花岗岩是混源的（KCG和ACG）；2类拉斑系列花岗岩或碱性花岗岩完全的（ATG和RTG）；1类橄榄玄粗系列花岗岩以幔源成因为主，也有壳幔混源成因的（SHG）。这种新的分类方案不仅为研究花岗岩类的成因和演化过程提供了依据，也能为不同地球动力学环境中陆壳的成因、起源和再循环过程的推断提供信息，因而具有重要意义。

表2　M型和C型花岗岩类的特征对比表［8］

［1］庞振山.河南省西部地区中生代花岗岩类地质特征及成因［R］.

［2］BA RBA RIN B.A Review of The Relationships Between Granit Oidtypes，Their Origins and Their Geodynamic Environments ［J］.Lithos，1999（46）：605-626.

［3］吴福元，李献华，杨进辉，郑永飞.花岗岩成因研究的若干问题［J］.岩石学报，2007，23（6）：1217.

［4］高坪仙.花岗岩类岩石形成的构造背景及成因类型综述［J］.国外前寒武纪地质，1995.

［5］陈培荣，章邦桐.A型花岗岩类研究综述［J］.译自《Lithos》，1994（32）：149-159.

［6］楼亚儿，杜杨松，花岗质岩石成因分类研究评述［J］.地学前缘（中国地质大学，北京），2003（9）.

［7］JIANG Yaohui，ZHOU Xunruo，RUI Xingjian，et al.Rock Seriesand Genetictypes of Granitoids in the Western Kunlun Orogenicbelt，China［J］.Acta Geologica Sinica，2001，75（1）：19-26.

［8］周玉泉.花岗岩成因分类概述［R］.

P58

A

1004-5716（2016）07-0129-04

2015-07-16

2015-07-17

杨文慧（1984-），女（汉族），山东菏泽人，助理工程师，现从事造山带、火山岩与成矿技术工作。