花岗岩的全球分布

2025-04-20 02:15:05
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回答1:

研究表明,花岗岩构造环境的研究应当予以区别对待,从全球花岗岩分布的角度,大体上可以分为三种情况:

(1)产于海洋及其边缘(海岸)的花岗岩。花岗岩的源岩主要为洋壳类型的玄武岩(少量的与裂谷有关的花岗岩可能也属于这一类),花岗岩具明显的地幔印记,可以用现有的判别图判别其形成的构造环境。大陆造山带内的花岗岩也可归入该类,例如古亚洲洋三叠纪以前(不包括三叠纪)的花岗岩,秦祁昆造山带志留纪以前(不包括志留纪)的花岗岩等。

(2)产于板块边缘和陆内的与碰撞事件有关的花岗岩。碰撞事件包括洋盆闭合后的陆陆碰撞,陆内挤压以及碰撞后的伸展过程。花岗岩的源岩比较复杂,通常以陆壳为主,也可以卷入少量来自洋壳(主要可能是岛弧)的花岗岩。

(3)产于陆块内部的花岗岩。包括陆块拼合后(与碰撞无关的)的所有花岗岩。花岗岩的形成主要与地幔来源的热有关,花岗岩的性质主要决定于源岩,与地表浅层构造作用和事件无关。这种花岗岩可分为两类,二者性质迥然不同:(1)源于古老陆壳(如华北和华南的侏罗-白垩纪)的花岗岩,带有强烈的陆壳印记(Nd同位素比值低,Sr同位素比值高,Nd模式年龄大);(2)源于新生陆壳(如中亚造山带三叠纪)的花岗岩,具有洋壳的特征(Nd同位素比值高,大多为正值,Sr同位素比值低,Nd模式年龄小)。

上述3种情况中,第1类花岗岩有必要研究它们的构造环境;第2类需要研究的是其与碰撞作用(及事件)的关系,而非传统意义上的构造环境;第3类则与上述构造环境和构造事件无关,无所谓构造环境问题,也无所谓同碰撞和碰撞后问题。

从全球花岗岩分布来看,第1类花岗岩分布于海洋板块范围和各个时期的造山带中,其分布面积很大,但花岗岩出露的面积却很小,估计不会超过全球花岗岩分布面积的10%。其中ORG最少,WPG不多,最多的是VAG。第2类花岗岩主要分布于各个造山带以及发生过陆内碰撞的地区(非造山带),由于没有作过统计,很难估计其分布的面积。第3类花岗岩占绝大多数,包括从太古宙直至新生代的产于陆壳上的多数花岗岩。

对中国来说,第1类花岗岩所占的比例很小(10%~20%),自显生宙来以来(暂不考虑元古代和太古代的事件),包括中亚造山带(三叠纪以前)、秦祁昆造山带(泥盆纪以前)、特提斯造山带(三叠纪以前,局部可能推迟至晚三叠世以前)、新特提斯造山带(40 Ma(?)以前)以及环太平洋造山带(中新生代,如东北的北端和东部及台湾)的花岗岩。第2类花岗岩大体沿各个陆块边缘分布(部分与上述造山带重叠),与洋盆闭合的陆陆碰撞事件有关。如华北北缘三叠纪和早侏罗世花岗岩,秦岭-大别的三叠纪花岗岩、松潘-滇西的三叠纪花岗岩等。该类花岗岩的总量不会超过20%。于是,分布面积超过60%~70%的花岗岩属于第3类,包括中国(除东北东部和北端、台湾东部、云南西部和西藏特提斯构造域之外)的绝大多数中侏罗-白垩纪花岗岩。因此,中国的大部分花岗岩(第2和3类)没有研究其形成的构造环境的必要。从全球角度来说,与中国的情况可能类似,但是,不同地区有不同的情况。如日本,可能第1、2类占优势,很少有第3类花岗岩;美国的第1类花岗岩可能比中国多。就国内来说,新疆地区第1和第2类花岗岩可能是主要的,第3类不占重要比例,黑龙江和吉林可能也如此。而对于中国东部大多数省份(晋、冀、鲁、豫、湘、鄂、赣、苏、浙、闽、粤、桂)来说,占绝对优势的是第3类,第2类很少,第1类几乎没有。

上述情况表明,地球上大约只有10%左右的花岗岩可以探讨其形成的构造环境,不到20%的花岗岩需要研究它们与构造事件的关系(同碰撞或后碰撞,同造山或后造山),而大多数花岗岩,既无从考虑其形成的构造环境,也无需研究其与构造事件的关系。因此,花岗岩构造环境判别不具有普遍意义。

对于中国东部中生代花岗岩的形成环境存在两种相反的认识:一种认为与古太平洋板块的消减作用有关,另一种认为与太平洋板块的俯冲无关(张旗等,2001 c及其所附的参考文献)。中国东部中生代花岗岩如果按照流行的花岗岩构造环境判别图大多投在岛弧区,但这并不能说明中国东部花岗岩与古太平洋板块的俯冲有关。我们认为,中国东部中生代花岗岩源于古老陆壳,现有的构造环境判别方法是不适用的,仅据花岗岩构造环境判别方法得出的结论是不可信的。中国东部岩浆活动与西太平洋板块究竟有什么关系,应当另辟蹊径去研究,而不能依靠现有的花岗岩构造环境判别图。

玄武岩判别方法无疑已经取得辉煌的成功,为什么花岗岩判别方法不能取得玄武岩那样的辉煌?因为花岗岩比玄武岩复杂得多。玄武岩主要着重于三种环境的判别,即:洋脊、岛弧和板内环境,花岗岩除了上述玄武岩需要判别的构造背景(环境)外,还要判别同碰撞(挤压)环境和后碰撞(伸展)环境,而这些环境玄武岩并没有给我们以示范。更要命的是,大陆上花岗岩的数量远远超过洋壳内的花岗岩,因此,从这个角度来说,花岗岩所要判别的环境远远超过了玄武岩。现有的花岗岩判别图,几乎无一例外地包括了洋壳和陆壳上的花岗岩。对于洋壳上的花岗岩来说,由于源岩成分相对简单,有玄武岩判别的经验可以借鉴,成功的几率比较高。但是,对于陆壳上的花岗岩来说,则问题较多,很多情况下判别的结果不理想。因此,我们的结论是,按照板块构造思路得出的构造环境判别方法对于大陆花岗岩来说是不适用的。但是,许多人不这样看,这可能就是花岗岩构造环境判别争论的原因之所在吧。