【推荐阅读】花岗岩是怎样“炼”成的?

来源:仪征中学 时间:2023-07-01
 

花岗岩是怎样“炼”成的?

先重点介绍一下巨型花岗岩带与不同时代的大陆构造,大陆构造实际上就是大陆岩石圈板块构造,主要研究的是硅铝质地壳、硅镁质地壳和超镁铁质的岩石圈地幔这三部分的物质组成、结构构造、形成演化和相互关系。

严格来讲并没有大陆构造这个名字,目前定义上不统一。在三大类岩系当中,花岗岩大陆演化关系最为密切,赋存矿产也是最多的,因而它也是我们人类宜居地球的突出贡献者和可持续发展的重要源泉。

根据调研,花岗岩在地壳的五大单元当中分布是不同的。首先,在大洋和大洋弧中花岗岩的分布规模很小,数量很少。在活动大陆边缘和大陆弧里面,花岗岩分布比较多。在碰撞造山带里面的花岗岩分布规模和体量很大,主要的来源是加厚地壳的部分熔融。而在陆内造山带里面,也同样存在着大而多的花岗岩,呈弥散状分布,没有带状前移规律,是增厚陆壳部分熔融作用的产物。第五个单元,稳定的大陆及其陆缘,花岗岩也很少,规模很小。这是五大地壳单元的花岗岩分布情况。

下面讲一下巨型花岗岩带和不同时代大陆构造作用的演化规律。

在太古代,主要是以垂向地壳运动为主,基性岩和片麻岩穹窿发育,花岗岩规模很小,体量也很少,主要的是一套TTG类组合(注:Trondhjemite(奥长花岗岩)Tonalite(英云闪长岩)Granodiorite(花岗闪长岩))。

从古元古代开始,也就是25亿年左右开始,板块聚合作用就比较显著了,花岗岩伴随着板块发育。我这里做了一些统计,塔里木周缘、中天山地区、华北中部、扬子北缘、华夏块体的北武夷山地区都存在着程度不等的20亿年到18亿年的花岗岩类,这时候是呈带状分布。S型花岗岩带主要是发育在聚合晚期的生长阶段,跟聚合作用密切相关,上面有个不整合面覆盖,然后是伸展。调研表明,13亿年至16亿年期间花岗岩带并不是很发育,规模比较小。

从新元古代开始,花岗岩就大量出现了。这个出现主要是跟大陆聚合晚期的生长阶段密切相关。包括华南地区、塔里木地区都存在着相似的现象,时间也相对比较一致,但是各个区段不一样。主要是发育在两个时期,一个是9亿年到8.6亿年,另外一个是发育在8.3亿年至8亿年。上面有一个不整合面,覆盖在这些花岗岩之上。在江南造山带、塔里木这两个地区特别明显。

然后是裂解阶段,从8亿年开始的大陆离散期的非造山花岗岩带是存在的,但是规模比较小,体量比较少。图中展示的桔红色的部分是新远古代的一些花岗岩带分布的地区。

图片来源:中国科学院学部

这是江南地区的花岗岩的发育情况。1500公里分布的花岗岩带有十几个,面积有上万平方公里。它主要的发育是8.4亿年到8.2亿年。

图片来源:中国科学院学部

在全局规模来讲,新元古代晚期的泛非事件在国内大部分地区是不发育的。目前也仅仅在喜马拉雅、冈底斯、大兴安岭有零星的物质记录,范围很小。华南、华北基本是缺少这期构造记录、物质记录。

早古生代晚期,也就是奥陶、志留时期,创造着大规模的花岗岩,有两种类型。第一种跟板块俯冲密切相关,主要是出现在天山、阿尔泰、秦岭这些地区。第二类是陆内花岗岩,主要分布在华南地区。天山、阿尔泰、北秦岭地区的花岗岩时代是跟俯冲造成的岩浆湖有关,时间上是470400个百万年的区间,包括了岛弧型花岗岩和碰撞S型花岗岩。华南包括华夏和江南,主要是发育在440400个百万年,是一种S型花岗岩,基本没有幔源组分的,通过研究认为是一种陆内的造山花岗岩。

在晚古生代到早中生代时期,出现了板块构造的特提斯的俯冲和碰撞,以及太平洋作用。我国的北天山、阿尔泰、大别、秦岭、华南、西南和东北等地区对这期的全球聚合离散事件响应是非常明显的。巨型含矿的花岗岩带是最发育的,它的主要花岗岩带,在早期也是和碰撞造山晚期的生长背景有关,发育在不整合面之前。在中亚地区,花岗岩主要是发育在泥盆纪到石炭纪。它的年龄是从380一直到300个百万年。这是中亚地区跟板块构造有关的。它离散期就是泥盆纪的离散,开始离散了,花岗岩就比较少了,主要分布的是走滑和一些玄武岩。

中央造山带、近东-西向的南岭造山带以及江南造山带和古特提斯马江-孟连带的聚合响应也是很明显的,花岗岩的时代比中亚要年轻得多,它主要是发育在二叠纪到三叠纪期间。云南到北越,北越的马江带、秦岭带、南岭和江南带主要的发育的时期就是二叠纪到三叠纪。既有岛弧型花岗岩,也有碰撞型的花岗岩。前天越南胡志明大学的老师在我们这里做报告,花岗岩分布上,我引用了他的一些最新研究资料。规律非常明显,华南大陆内部晚古生代是一套浅海台地下的碳酸盐岩和碎屑岩堆积环境,而花岗岩呈面状,弥散地分布在整个华南地区,有100多个岩体,有2万多平方公里。它的时间很集中,230210百万年,缺少幔源组分。我们认为它是个板块的远程效应。

从晚三叠世开始,潘吉亚大陆裂解了,法拉隆洋或伊泽奈琦洋开始形成了。这个时期从200个百万年开始,一直到100个百万年。花岗岩多期发生,面积非常大,伴随着巨量的多金属矿产、稀有金属、稀土矿产的聚集和堆积,储量也是位居世界前列,这是一个非常重要的时期。而华南被认为是一种弧后的生长区,出现了巨大的花岗岩带和巨量的花岗岩矿产的堆积。这是晚古生代到中生代的一些花岗岩、含矿花岗岩的分布图,红色的是裂解期,黄色的是聚合期,主要是聚合的晚期生长期。

根据前面的介绍,我们得出这样的认识,作为总结。

第一,巨型花岗岩带主要形成在大陆聚合晚期伸展阶段,不整合面之前。区域的离散期花岗岩规模相对是比较小,体量比较小;

第二,聚合-离散时间是不等的,各个地区是不等时的,导致花岗岩带的年龄在同个大时期是有区别的;

第三,花岗岩集中形成了四个时期。在我国泛非时期花岗岩是不显著的,反应是不明显的。但是这四个时期里面,各个时期的大陆构造背景是不一样的,基底组成也是不同的,就导致了各个不同时代不同的花岗岩成分不一,规模有别,而且是经过了多期的再造;

第四,基底和深部成分强烈影响着花岗岩的特征和含矿性。

把前面这些大陆构造关系和我们的花岗岩分布以及年龄归结到这一张图上。


图片来源:中国科学院学部

面临的科学问题,我总结了这么6个方面。

图片来源:中国科学院学部

最后一个问题就是有利条件、发展目标和重要研究方向。

我国研究这方面是有充分的有利条件。我总结了这么4个有利条件。

说明: IMG_262

图片来源:中国科学院学部

发展目标,我认为也有4条。

说明: IMG_263

图片来源:中国科学院学部

研究方向,我总共提了5条。

说明: IMG_264

图片来源:中国科学院学部


我的汇报结束,谢谢!

 
打印本页】【关闭窗口