A型花岗岩研究综述

　

(成都理工大学　四川　成都　610059)

一、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。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等元素。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。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。

二、判别

20世纪80年代以来，不少学者依据A型花岗岩的原始定义，对其地球化学特征进行了研究和总结，认为其主要特征为：①富硅，富碱，贫钙、镁、铝，n(K2O+Na2O)/nAl2O3和n(FeOT)/n(MgO)比值高；②高场强元素Th、Zr、Hf、Nb、Y含量高；③大离子亲石元素Rb、U含量高，而Ba、Sr含量低；④Ga相对富集，n(Ga)/n(Al)比值高(据全世界148个标准A型花岗岩统计)；⑤稀土元素含量高，是其他类型花岗岩的数倍乃至几十倍。轻重稀土元素分馏明显，且具较强的δEu负异常，分配模式呈右倾海鸥型分布。高的稀土元素总量和“右倾海鸥型”的稀土这是由于岩石中主要赋存稀土元素的矿物如角闪石、黑云母、霓石、磷灰石等稀土含量高，这些矿物的稀土元素配分模式与全岩相似。许多学者认为A型花岗岩中含有异常高的F含量，萤石也被看作A型花岗岩的特征副矿物，但Kinget a.l(1997)在研究澳大利亚Lachlan褶皱带花岗岩时指出：A型花岗岩中F含量相对其它长英质花岗岩可能更低，高的F含量不能作为区分A型和I型花岗岩的标准。对于A型花岗岩中的P2O5含量而言，较之S型花岗岩具有低得多的P2O5含量，且随岩浆的分异程度的增高而增高，同时具有相对高的Na2O含量；而较之I型花岗岩区别不大，尤其是高分异的岩浆。

三、分类

Eby(1992)将A型花岗岩分为A1和A2两个亚类，认为Al产于非造山环境，A2是后造山的。在岩石类型上，A型花岗岩包括了从碱性花岗岩经碱长花岗岩到钾长花岗岩以及石英正长岩、更长环斑花岗岩和紫苏花岗岩等多种岩石类型，不仅包括了碱性岩类，还扩大到碱钙性、弱碱准铝、弱过铝甚至强过铝质岩石，几乎囊括了除I、S型花岗岩以外的其它花岗岩类(许保良等，1998)。实际上，一部分富碱质的I和S型花岗岩也被包括进去了，如所谓的高分异I、S型花岗岩。在矿物学上，A型花岗岩主要组成矿物为石英+(富Fe)镁铁质暗色矿物+碱性长石±斜长石，一部分碱性花岗岩还含有霓石、霓辉石、钠闪石、钠铁闪石、羟铁云母和萤石等矿物。化学成分上，A型花岗岩富Si、Na和K，贫Ca、Mg和Al，(O+O)/值高，富Rb、Th、Nb、Ta等高场强元素，贫Ba、Cr、Ni等，REE配分曲线大多呈燕式分布，以具有显著的负Eu异常为特征，Ga/Al值高。

四、构造背景

自Maniar(1989)提出A型花岗岩可以形成于多种不同的构造环境以来，全球兴起了对A型花岗岩构造环境分类判别的研究热潮，虽然关于A型花岗岩形成于拉张环境这一点仍保有共识，但对于属于何种构造背景下的拉张环境，可谓众说纷纭。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，比较有代表性的有：Eby(1990，1992)提出可分为A1(非造山)、A2(造山期后)2类A型花岗岩；许保良(1990)总结出板缘(造山晚期)、过渡(造山期后)、板内(裂谷、类裂谷)3种类型；洪大卫(1995)提出AA(非造山型)、PA(后造山型)2种类型；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。A2、PA类则延伸到指示碰撞后、或后造山的拉张环境，更多的研究表明铝质A型花岗岩多属于此类。A型花岗岩代表的构造环境走向复杂化。构造环境的判别是建立在地球化学数据的基础上，地球化学特征的扩大化、构造环境的复杂化，必然也使得A型花岗岩构造图解的指示意义走向了多解性。如法国Corsica岛Evisa碱性花岗岩投影于PA、AA的交界部位，难以取舍，为了解释这一尴尬的位置，其被认为是一种板块碰撞造山期后但尚未达到非造山拉张环境下的一种PA→AA的过渡类型(洪大卫等，1995)，这种构造环境过于依赖地球化学数据，必然导致其构造意义趋于模糊；许保良等(1998)从岩石学角度对前人各分类中涉及的岩石进行总结，指出A型花岗岩至少包括非造山和造山2种构造环境的7种岩石类型(或组合)，包括环状杂岩体中的碱性及准碱性—准铝质岩类、斜长岩—微纹二长岩—紫苏花岗岩和钾质(环斑)花岗岩类、层状杂岩体中的酸性岩类、正长岩—花岗岩类、二长—长花岗岩类、碱长—碱性花岗岩类和碱钙性花岗岩类，其中前4个亚类出现在非造山构造环境，后3个亚类出现在造山期后构造环境。从中总结可以看出：A型花岗岩的岩石学内容已经被扩大到很广的范围，能符合相关构造图解的岩石，不论其本意如何均可划分为A型花岗岩，这也进一步说明了A型花岗岩已逐步成为地球化学岩类的一种。

五、成因

实验研究表明，A型花岗岩可能是在低压下形成的。Patino Douce(1997)的实验在压力为0.8GPa时，残留相为单斜辉石，脱水熔融形成的花岗岩类似A型花岗岩的特征;而在更低的压力下(<0.4GPa)，残留相为斜长石+斜方辉石时，形成的花岗岩更具有A型花岗岩的典型特征。在地壳深熔作用中，花岗岩的Ca含量与部分熔融的压力有一定的关系，在含水高压条件下，富钾变泥质岩的部分熔融可形成高CaO的熔体。而在低压缺水条件下，形成低CaO熔体通常认为，A型花岗岩形成于地壳减薄环境，出现在碰撞后(造山后)和板内构造背景。