国内A型花岗岩研究现状

闫江浩

摘要：A型花岗岩自提出30多年以来，由于其特殊的地球化学特征和独特的构造环境解释一直受到地质学家的关注，其内涵和外延相对于原始定义已经发生了很大的变化。本文主要针对A型花岗岩的概念、判别、分类，以及其成因模式、构造背景和动力学意义等方面对A型花岗岩进行了较为详细的介绍。

关键词：A型花岗岩；判别；成因模式；构造背景；动力意义

1. 概念

距Loiselle和Wones在提出A型花岗岩的概念已经30年了，A型花岗岩相比于其最初的概念碱性（alkaline）、无水（anhydrous）和非造山（anorogenic）已经发生很大的变化，随着地质学家对A型花岗岩的不断研究，其概念以及判别标志相较原始定义也发生了很大的变化[1]。

如何判断A型花岗岩，最初是以其地球化学特征为标志的，而后随着A型花岗岩的研究不断深入其地球化学判别特征也发生了变化，主要表现为SiO2（K2O+Na2O），Zr，Nb，Ga，Y，F等元素含量高，具有高的FeO*/MgO，（K+Na）/Al，Ga/Al和K/Na比值，显著富集高场强元素（HFSE）和稀土元素（REE，除Eu具有显著的负Eu异常）。通常显示出低含量的MgO、CaO，以及亏损Ba、Sr、Eu、P、Ti等元素[3]。A型花岗岩按照岩石地球化学特征判别是碱性的，所以从岩石类型上来说基本上包括了从碱性花岗岩到钾长花岗岩，近几年有些学者提出了铝质A型花岗岩这一概念，这使A型花岗岩的岩石类型进一步扩大，一些碱钙性、弱碱—准铝质、弱过铝质岩石类型也被包括在内[2]。A型花岗岩主要组成矿物一般为石英、碱性长石、斜长石、少量富Fe镁铁质碱性暗色矿物。

2. A型花岗岩判别

自20纪80年代A型花岗岩提出以来，大量学者依据A型花岗岩的定义对A型花岗岩的地球化学特征进行了总结：高Si，富Na、K，贫Ca、Mg、Al，高场强元素Nb、Th、Zr、Hf、Y含量高。大离子亲石元素选择性富集其中，Rb、U含量高，而Ba、Sr元素含量低。主量元素特征表现为K2O/Na2O、（K2O+Na2O）/Al2O3和FeO*/MgO比值高；Ga含量高，Ga/Al比值高，在判别图解中一般以10000Ga/Al大于2.6作为特征进行A型花岗岩判别。相比较于其他花岗岩A型花岗岩的稀土元素含量一般较高，是其他类型花岗岩的数倍。轻重稀土元素分馏比较明显，稀土元素分配模式呈右倾燕列式分布并伴随有较强的负Eu异常[4]。这些地球化学特征通常是其高度的矿物分异演化造成的，A型花岗岩中的长石类矿物通常以正长石为主，其次是钠长石，碱性暗色矿物一般为碱性角闪石和黑云母[5]。由于铝质A型花岗岩的提出，地质学家对铝质A型花岗岩也进行了深入研究，铝质A型花岗岩的铝饱和指数A/CNK值通常大于1.0，在地球化学判断中通常落于准铝质或者弱过铝质区域。多数研究者为了更好地利用A型花岗岩解释地质背景，对一些地球化学特征相似的岩石提出了准铝质、过铝质A型花岗岩等名词。这使A型花岗岩的地球化学判别特征不断扩大。同位素特征上，A型花岗岩同位素值总体表现范围大、没有特殊性，暗示着其物质来源和形成过程可能很复杂[4]。

关于花岗岩的分类，国际上主要就是ISMA分类法，其中I型、S型和M型与不同的源岩有关：I型花岗岩的源岩是岩浆岩，S型花岗岩的源岩是沉积岩，M型花岗岩的原岩被认为是来自幔源，而A型花岗岩与其源岩无关，主要是依据其地球化学特征作为判别，代表产于伸展构造背景中的高温低压无水的花岗岩。因此全球的花岗岩总体可以分为I、S和M型，而A型则是以地球化学特征富碱质为标志区分于其他类型的。判别出A型花岗岩其实就是将A型花岗岩和其他三种类型花岗岩区分出来。因其特殊的地球化学特征，A型花岗岩10000Ga/Al比值通常大于2.6，Whalen（1987）等人提出A型花岗判别图解以10000×Ga / AlvsFeO*/Mgo，K2O+Na2O，Nb，Zr等高场强元素图 [11～13]。如图1：

因为高分异的I、S型花岗岩和A型花岗岩在地球化学特征及矿物学特征方面十分相似，所以它们一般很难区分。相对于A型花岗岩来说，高分异的S型花岗岩通常具有高的P2O5含量（均值0.14%）和相对低的Na2O含量（均值2.81%），而且随着分异程度增强而增加，表现与A型花岗岩相反的趋势。与高分异的I型花岗岩相比较来说，A型花岗岩有高的全铁（FeO*）含量，一般大于1.00%，而高分异I型花岗岩小于1.00%；高分异的I型花岗岩具有相对低的Ba、Sr含量；通常高分异I型花岗岩的形成温度较低（均值为780℃），而A型花岗岩一般形成于高温环境[8]。

3. A型花岗岩自身的分类

按照其构造环境，Eby（1992）以A型花岗岩在不同构造环境中所表现出的地球化学特征作为依据，将A型花岗岩分为两类：A1型和A2型，或者AA（Anorogenic A—Type）型和PA（Post—orogenic A—Type）型。A1型中Zr、Hf、Ta、Ga等不相容元素的比值與洋岛玄武岩（OIB）相似，显示其物质来源以地幔为主，其成因可能与洋岛玄武岩相似，通常被解释为大陆裂谷或在板内岩浆作用过程中的分异产物；A2型显示与岛弧玄武岩（IAB）相似的特征，其成岩物质来源主要是未变质沉积岩的地壳源岩，代表的环境范围包括碰撞后花岗岩以及在漫长的高热流、花岗质岩浆作用阶段末期所侵位的花岗岩，其通常为造山后期或岛弧岩浆作用的下地壳派生岩浆形成的 [9]。依据Eby（1990）的分类A1和A2可以依据Nb—Y—3Ga和Nb—Y—Ce图解进行区分。由于Y/Nb比值对于A型花岗岩而言相对比较稳定，可以以此作为参数制作判别图解[12，14]。一般来说，Y/Nb<1.2时为A1型，Y/Nb>1.2时为A2型。如图2：

4. 成因模式

原始定义的A型花岗岩，主要由源自上地幔的碱性玄武质岩浆结晶分异而生成。随着研究的深入A型花岗岩岩石类型和构造环境的概念逐渐扩大，成因模式也趋于多样化，特别是铝质A型花岗岩的发现和提出，使得A型花岗岩的物质来源及其成因方式研究陷入多解性的困境。现今A型花岗岩的成因模式可以分为以下六类：①已经提取先前熔融物的岩石圈的部分熔融[6，9]；②拉斑质岩浆极度分异或者底侵的拉斑玄武岩低程度部分熔融[11]；③已经熔融提取过的花岗质熔体的麻粒岩再次低程度部分熔融[6，7，9]；④高温部分熔融的麻粒岩或下地壳岩石；⑤地壳浅层地壳岩石（英云闪长岩到花岗闪长岩）脱水熔融[13]；⑥幔源碱性岩浆与地壳物质相互作用[8]。上述A型花岗岩成因的观点，几乎包括了所有可能的岩浆成因模式，即A型花岗岩是一种在任何岩浆体系中都有可能产生的花岗岩类，这必然导致A型花岗岩的地质构造涵义日益模糊。

5. 構造背景及动力学意义

A型花岗岩最初被认为是形成于非造山拉张构造中，属于板内裂谷型范畴。后来随着研究的进行，地质学家在多种构造环境都发现有A型花岗岩，随之全球兴起了对A型花岗岩构造环境分类判别的研究热潮，后来学者根据不同的成岩环境对A型花岗岩进行了分类总结。虽然构造环境多变但是A型花岗岩产于伸展的构造背景的观点是公认的。而后研究者又进行了分类总结：Eby（1992）将A型花岗岩分为A1（Anorogenic A—Type）和A2（Post—orogenic A—Type）两种类型的花岗岩，其中A1的构造环境又可以被分为大陆裂谷、洋岛环境和减薄地壳环境，A2被分为后造山环境。其中A1、AA型较接近A型花岗岩的原始含义，产生于大陆裂谷、地幔热柱、热点等非造山环境，其判别图解中表达的地球化学特征也与原始定义相近。A2、PA类则延伸到指示碰撞后或后造山的拉张环境[6，7，12]。这些构造环境都与其地球化学特征所显示出来的低压高温环境相符合，通常显示出拉伸的构造环境。

参考文献：

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[3] 刘昌实，陈小明，陈培荣，王汝成，胡欢.2003a.A型岩套的分类、判别标志和成因.高校地质学报，9（4）：573—591.

[4] 吴锁平，王梅英，戚开静.2007.A型花岗岩研究现状及其述评.岩石矿物学杂志，26（1）：57—66.

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[9] 顾连兴.1990.A型花岗岩的特征、成因及成矿.地质科技情报，9（1）：25—31.

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