我国花岗岩的研究现状与趋势探究
2022-02-22孔星蕊王晓东
孔星蕊 王晓东
关键词:花岗岩;成因分类;构造演化;地质环境
1. 花岗岩研究的重要意义
作为大陆地壳的重要组成的花岗岩[1],其形成与陆壳的构造演化有着紧密的联系,要对陆壳构造演化过程及进程有所探究,对花岗岩的研究是必不可少的,同时要想研究现在不同种类花岗岩的物质组成与地球化学特征,对于板块构造的认识必须要透彻。因此对其构造演化的研究可以揭示花崗岩的特征这一思路的正确性也就不言而喻了。花岗岩的形成还与多种金属矿床的形成有着紧密的联系[2],因此对于花岗岩的研究也具有现实的经济意义。
2. 我国花岗岩研究现状
自1993年美国提出大陆动力学计划,阐明花岗岩的成矿是由地幔软流圈向地壳输入物质所控制的,得到了国内外学者的一致认同,花岗岩在中国的分布广泛且种类多样,是研究花岗岩与板块构造过程的重要场所。
随着现代科学技术在花岗岩研究过程中的应用,在野外调查研究工作过程中也逐渐呈现范围更广、研究更精细、内容更丰富的趋势。我国在花岗岩的野外研究上主要分为三个阶段:1950-1970年,全国进行了1:20万比例尺的扫描测量工作,对我国领域内的各种花岗岩类型及形成时代有了大致的全盘认知,并确定了花岗岩的大致形成过程和基本地质特征,对相关岩浆活动和陆壳演化过程有了初步的探究;1980-1985年,各大高校及相关研究机构团队加入了研究,对前期所获得的成果进行了系统总结;1985年至今,这一阶段加强对花岗岩成因机制和岩浆演化方面的研究,开展了1:5万区域调查项目的研究,对花岗岩依据岩石谱系单位等级体制进行了划分与填图。近年来,随着国内范围内1:20万区域地质调查的完成与1:5万区域地质调查的逐步推进,我国在花岗岩的研究方面取得了重大的进步与第一手资料。
3. 花岗岩的分类
花岗岩的研究自然要讨论其分类问题,直到二十世纪四五十年代之后,地球化学与室内实验室模拟技术的发展逐渐浸入到花岗岩的研究领域中[3],才真正开始对花岗岩的系统研究[4]。自上世纪70年代以来,Chappell等(1974)提出了S型和I型花岗岩分类,这是基于物质来源而对花岗岩进行的分类方案[5],其依据是从成岩物质的来源出发。并没有考虑到构造环境等方面因素的影响。Ishihara(1977)提出了依据环境条件划分的磁铁矿系列和钛铁矿系列花岗岩, Loisella等(1979)提出了A型花岗岩的概念。它的提出标志着花岗岩的成因分类研究开始与大地构造环境相结合,M型花岗岩是幔源岩浆的产物。20世纪70年代,随着研究技术与科技的进步,人们开始将花岗岩的形成与地壳深部的甚至地慢的物质组成联系起来,将花岗岩划分为“幔源型”、“壳源型”和“混合型”。我国学者徐克勤团队提出了花岗岩成因类型的重要构想,并以成岩物质来源为依据将花岗岩划分为同熔型、陆壳改造型和幔源型3个类型,影响了对花岗岩分类的研究思路。
近年来学者注意到岩石圈拆沉、玄武岩浆底侵作用对花岗岩形成的影响。王德滋等在1999年建立花岗岩的构造岩浆组合 [6]。将花岗岩的构造-岩浆组合区分为五类:俯冲(B型俯冲)消减型构造-岩浆组合;碰撞型(A型俯冲)构造-岩浆组合;陆缘伸展减薄型构造-岩浆组合;陆内断裂拗陷(类裂谷)型构造-岩浆组合;裂谷型构造-岩浆-组合。
对于花岗岩的分类至今也并没有一个很系统的分类方案。通过几十年的不断实践,以岩浆源区性质区分的ISMA是目前最常用的花岗岩成因分类方案。
4. 花岗岩的未来研究趋势
自美国提出大陆动力学计划以来,国内对大陆动力学的重视程度不断提高,多数学者都认为花岗岩形成需要能量的输入,而板块构造理论便能够很好的解决这一问题。同时精准的定年技术的发展,为研究花岗岩演化提供了重要的方法。对于花岗岩以后的研究,地质学家们认为要将岩石地球化学、实验研究、模型检验等方面与花岗岩的研究相结合并与多学科研究与实际意义相结合。同时将花岗岩的研究置于更加宏观的地质环境中。对于其分类原则,大多数学者认为要有利于加深人们对花岗岩的野外特征、成因、形成环境以及地球动力学背景的理解。而其研究趋势是一个系统的综合性体系,他需要综合矿物学、岩石学、地球化学以及大地构造等方面的专业知识与技能,而这一相互借鉴及融合的过程是很艰难的,这就需要我们进行更加深入及广泛的研究才能实现了。
参考文献:
[1]洪大卫. 花岗岩研究的最新进展及发展趋势[J]. 地学前缘,1994(Z1):79-86.
[2]张颖. 云南个旧岩浆杂岩体年代学及地球化学[D]. 中国科学院大学,2013.
[3]Collins W J, Beams S D, White A J R, et al.Nature and origin of A-type granites with particular reference to Southeastern Australia[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1982, 80: 189-200.
[4]邵积东,王惠,安存杰等.大兴安岭北部地区晚侏罗世-早白垩世地层划分有关问题的讨论[J].地层学杂志,2005,29(增刊):573~578.
[5]鲁倩, 孙景贵, 安久海,等. 吉林敦化松江河地区中生代似斑状花岗岩成因和形成环境:元素、Hf同位素和锆石U-Pb年代学证据[J]. 吉林大学学报:地球科学版, 2019, 49(3):17.
[6]张洪伟, 康磊, 赵春环,等. 西准噶尔夏尔莆岩体岩浆混合的地球化学证据[J]. 西北地质, 2011, 44(2):41-50.