花岗质岩石地质、地球化学
和所有典型太古宙绿岩带一样,花岗质岩石也是五台山-恒山花岗岩-绿岩地体的重要组成部分,其分布面积在50%以上(图1-19)。它们是不同时期、不同来源和不同成因的综合体,是绿岩带不同演化阶段的产物。
(一)地质特征
图1-18 横切五台山-恒山花岗岩-绿岩带的综合剖面示意图
(图中褶皱的世代使用了顺序号按变形期排列。F2,3相当于WF1,F4相当于HtF1或WF2,F5相当于HtF2,F1为层内褶皱,相当于WF0,未表示在图上)
1—太古宙片麻杂岩;2—花岗片麻岩;3—眼球状片麻岩;4—片麻状花岗岩;5—板峪口组;6—金刚库组;7—庄旺组;8—文溪组/柏枝岩组;9—鸿门岩组;10—张仙堡组;11—磨河组;12—四集庄组;13—等变质分带界线;14—黑云母带;15—铁铝榴石带;16—夕线石-蓝晶石带;17—花岗岩体边界线;18—古断裂;19—褶皱轴及其期次;20—应变椭球体
尽管很清楚,在太古宙绿岩地体中花岗质岩石,特别是近来被称为TTG的英云闪长岩或奥长花岗岩成分的岩石居主导地位,并可进行一定的分类(V.R.Mcgregor,1932,1951;C.S.Pichamuthu,1976;D.R.Hunter,1973),但岩石的性质是含糊的,因此在进行野外组合时多采用片麻杂岩、深成岩基和小型深成岩体等术语。
在五台山地区,武铁山等将绿岩带中前寒武纪的花岗岩分为5类:不具片麻状或片麻状构造不明显的花岗岩体、片麻状花岗岩体、片麻状复式花岗岩体、片麻状石英闪长岩体和独特的钠质花岗斑岩。田永清等(1991)则依据岩体与绿岩发育和构造演化的时间关系,将花岗质岩石分为前绿岩、同绿岩、同构造、后绿岩(后构造)、晚期等类型;同时按岩石组合特征分为杂岩(岩套、复合岩体)和岩体;然后按侵位机制或成因作进一步划分,将绿岩带中的花岗质岩石分为:前绿岩花岗-片麻杂岩,主要为TTG成分;同绿岩固体底辟杂岩,亦具有TTG组合特征;同绿岩浅成花岗岩,主要为斑状斜长花岗岩、奥长花岗岩;同构造岩浆底辟岩体,包括片麻状二长花岗岩、闪长岩等;后绿岩深成岩体,岩性为花岗岩、钠质花岗斑岩;后绿岩交代重熔花岗岩,包括斑状黑云母花岗岩和钾长花岗岩;晚期侵入体,指中生代的深成花岗岩和浅成斑岩。但由于对花岗岩的成因以及它们与绿岩之间的关系还存在各种不同的认识,故不宜作过细的划分。我们在这里依据花岗质岩石的同位素年龄值(主要是锆石U-Pb法测定值)和它们与绿岩的关系,将其区分为前绿岩(构造前)、同构造和后构造等类型,然后再按岩石组合或岩性进行细分,可分为TTG杂岩(片麻杂岩)、片麻状花岗岩、石英闪长岩-英云闪长岩、花岗岩、闪长岩等(图1-19)。与K.C.Condie(1981)的简要分类相比,片麻杂岩是一致的,岩基则较少,只有恒山地区义兴寨-灵丘石英闪长-英云闪长岩的规模可达1000km2,和一部分片麻杂岩(如阜平花岗岩类、恒山花岗岩类)称得上岩基外,其余都是面积在100km2以下的小型深成侵入体。
图1-19 五台山-恒山花岗岩-绿岩带中花岗质岩石分布略图
1—第四系覆盖区;2—五台期绿岩(a)及其后的表壳岩层(b);3—阜平期陆块;4—中生代花岗质岩石;5—绿岩后构造花岗岩(1.6~2.1Ga);6—绿岩同构造闪长岩(2.3Ga士);7—绿岩同构造片麻花岗岩(2.3Ga±);8—绿岩同构造TTG岩石(2.5~2.6Ga);9—绿岩同构造石英闪长-英云闪长岩(2.5Ga士);10—前绿岩(构造前)TTG杂岩(>2.5Ga);11—同位素年龄取样点及编号:(1)2560Ma;(2)2483~2507Ma;(3)2521Ma;(4)3036Ma;(5)2500Ma;(6)2500Ma;(7)2510Ma;(8)2514Ma;(9)2374Ma;(10)2245Ma;(11)2130Ma;(12)1517Ma;(13)2549Ma;(14)2607Ma;12—晚期断裂。图中注记:H1—恒山杂岩(林场TTG);H2—(W)恒山杂岩(温庄岩体);H2—(Y)恒山杂岩(义兴寨岩体);H2—(L)恒山杂岩(灵丘岩体);B—北台-智存沟TTG;D—大寨口TTG;G—光明寺岩体;S—石佛岩体;L—兰芝山岩体;F—阜平TTG杂岩;U—楼房底花岗岩;E—峨口花岗岩;J—豹家沟花岗岩;Q—独峪岩体;W—王家会岩体;P—平型关岩体;A—大洼梁岩体;H—莲花山岩体
1.片麻杂岩
或称花岗-片麻杂岩,是绿岩带中花岗质岩石的主要部分(占70%~80%)。这类岩体规模较大,多在200km2以上,阜平花岗-片麻杂岩和恒山TTG杂岩的面积可达1000km2。它们与绿岩带的关系微妙,在绝大部分地区表现为以韧性剪切带与绿岩层底部接触,如与恒山杂岩、阜平杂岩;有的位于绿岩层中,亦为韧性剪切接触关系,但界面参与绿岩褶皱,如北台-智存沟岩体;有时则呈带状产于绿岩层内部,如石佛岩体、楼房底岩体。产于绿岩层中的花岗质岩石与绿岩的侵入关系也不明显。
片麻杂岩的成分属TTG类型(图1-20A、B)是复合岩体,但各岩类之间没有明确的界线,钾质花岗岩和钠质花岗岩之间呈混合交代的过渡关系。片麻杂岩具有较强烈的片理化,有时形成典型的条带状构造(图版Ⅲ-4),条带宽度从0.2cm至数十厘米不等,主要由长英质成分和镁铁质成分分凝而成。在英云闪长岩-奥长花岗岩中,可见较多的基性包体(图版Ⅲ-5),通常划归双峰式组合。在变形较弱的部分条带不明显,仅具片麻状叶理。多数岩石遭受强烈的深层次构造变形,除了表现出难以区分期次的柔流褶皱外,还表现出强烈韧性剪切的眼球状构造(图版Ⅲ-6)和S-C面理。
图1-20 花岗质岩石的An-Ab-Or图解
(据O.Connor,1965)
A—基底杂岩(阜平、垣山、北台、豹家沟等);B—同构造片麻杂岩(兰芝山、石佛、峨口等);C—石英闪长岩-英云闪长岩基(灵丘-义兴寨);D—同构造小型侵入体(×独峪;虚线为王家会,实践为光明寺);E—后构造小型侵入体(×大洼梁;+莲花山;·凤凰山);F—后构造交代花岗岩(平型关)(除阜平杂岩数据引自王凯怡、垣山杂岩及义兴寨部分数据来自王仁民等外,其余数据均来自山西省区调队和山西省地质科学研究所)
片麻杂岩普遍地具不同程度的混合岩化,早期以硅质分异交代为主,脉体与基体呈整合关系;而晚期则以钾质贯入交代为主,交代作用强烈者形成钾质花岗岩。花岗伟晶岩的出现与晚期混合岩化的程度相一致,为混合交代的产物。
片麻杂岩的构造研究表明,它们具有比绿岩带更为复杂的构造变形历史,以及较深层次的变形特征。它们至少经历了3期以上的褶皱作用,多期褶皱的叠加而形成平缓产状的穹隆形构造,以阜平杂岩和恒山杂岩最典型,北台岩体也较明显。片麻杂岩及其基性包体在接近绿岩的地方,不仅具有强烈的剪切变形,而且有与绿岩一致的变质程度,即绿岩为绿片岩相时,花岗岩为绿泥花岗岩,含绿泥片岩包体,表明片麻杂岩又经历了与绿岩相同的低级变质作用。
根据片麻杂岩与绿岩的关系、构造变形、包体的发育程度、岩石组合及同位素年龄值等特征,它们分属两种类型:一是基底杂岩,其成分具完整的TTG(图1-20A),主要有阜平杂岩、恒山杂岩、豹家沟岩体(五台群不整合其上,田永清等,1991),北台岩体也可能属于此,曾获3036Ma±18Ma的Pb-Pb同位素年龄值(田永清等,1991);另一类是同构造的TTG杂岩早期岩套,多呈条带状或不规则的小型侵入体(?)产于绿岩地层中,如石佛岩体、兰芝山岩体、峨口岩体等,它们在成分上具TTG演化性质,但缺少英云闪长岩,因而不是完整的TTG岩套(图1-20B)。这类杂岩具有2500~2560Ma的锆石U-Pb同位素年龄值。
2.岩基
一般将面积大于或近于1000km2的花岗质岩体称为岩基。对于五台山-恒山地区来讲,除了产于绿岩带外部的片麻杂岩外,只有义兴寨-灵丘岩体。这是一个以石英闪长质-英云闪长质的花岗岩类复合岩体(图1-20C),和片麻杂岩一样,不同岩石类型间没有明确的界线。它们具有片麻杂岩的多数特征,并含有较多的基性包体(在温庄见有的二辉麻粒岩包体)。岩基呈近东西向展布,位于恒山绿岩带与五台山绿岩带之间,并稳定地与绿岩层底部相接触,具有典型的底辟定位特征(C.R.Anhaeusser,1984)。岩基的同位素年龄值为2500Ma±,属绿岩带的同构造期。
3.小型深成岩体
这类岩体的共同特征是产于绿岩内部,与绿岩的侵入关系明显(图版Ⅲ-7),但规模较小(<100km2)。它们的另一特征是成分单一,如王家会和独峪岩体为二长花岗岩(图1-20D),光明寺岩体主要为奥长花岗岩,大洼梁岩体为钠质花岗斑岩等(图1-20E)。平型关岩体成分变化较大,但主要为斑状黑云母花岗岩(图1—20F)。成分的多变可能与其为重熔交代成因有关。岩体的野外产状表明,它们大多数是绿岩同构造的产物,因而具有与绿岩片理方向一致的片理及与绿岩近于整合的产状。但它们并不是同时代的侵入体,主要有两种类型:一是规模极小的整合岩体,像光明寺奥长花岗岩、双材村斑状斜长花岗岩,它们有可能是绿岩同期的浅成侵入体,同位素年龄大于2500Ma;另一类规模稍大(50~100km2),如王家会花岗岩和独峪花岗岩,具有岩浆底辟侵入性质,其中含有绿岩捕虏体,同位素年龄值在2300~2400Ma之间。这两类同构造的侵入体分布较广,是绿岩地体中较为重要的一部分。
属于绿岩后构造的花岗质岩石主要是吕梁期的产物,数量有限。其深成侵入体主要形成于吕梁运动晚期(1800~2100Ma),一般呈不整合侵入体,分散在绿岩带的不同部位,有的可侵入到滹沱群中。这类岩体规模大小不一,小者仅3km2(大洼梁岩体),大者可达110km2(凤凰山岩体),平面上近等轴状,与围岩的接触边界清楚。岩石一般不具片麻状构造或仅发育于岩体边部,且不明显。如上所述,这类小型侵入体的成分单一,除特殊的大洼梁岩体为钠质外,一般富钾,但各岩体间岩性差异明显,如莲花山为黑云母花岗岩(图版Ⅲ-8),凤凰山为角闪花岗岩等(图1-20E)。交代成因的花岗岩的形成过程较长,可以从吕梁早期的2245Ma(平型关岩体)到晚期的1800Ma士。这一类花岗岩形态各异,大小不一,以平型关花岗岩为代表,出露面积80~90km2,与围岩有清晰的边界。这类岩体的岩性富钾质,以似片麻状黑云母花岗岩为主(图1-20F),岩体中多围岩的包体,在平型关主要是文溪组和庄旺组的表壳岩-磁铁石英岩、角闪片岩、斜长片麻岩等。它们的面理与花岗岩体的边界等均与区域构造线方向一致。岩体中还穿插有细粒花岗岩脉,说明它具有多期活动性。
(二)岩石特征
按综合特征,虽然可将花岗岩类岩体划分为若干类型,但组成这些岩体的岩性则主要是英云闪长岩、奥长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、二长花岗岩、石英二长岩、钾长花岗岩及钠质花岗斑岩等。它们的岩石学及矿物学特征均不相同,是其成因与演化的标志。
(1)英云闪长岩-奥长花岗岩 英云闪长岩和奥长花岗岩是成因相同、成分相似的岩石类型,它们均由斜长石(64%~75%及35%~48%)、石英)12%~31%及21%~40%)和黑云母(5%~10%)组成,有时含角闪石(0~10%)。奥长花岗岩中常含少量钾长石(5%~10%)。一般具中-粗粒鳞片变晶结构,个别情况下为巨斑结构,斑晶由钾长石组成。片理较发育,只在个别岩体的中部不太明显,因而常具片麻状、眼球状、条带状构造,斜长石为钠、更长石(An=5~20)到中长石(An=32~35),从英云闪长岩到奥长花岗岩,Ab/An逐渐增加。斜长石多为中粒半自形,具各类双晶,普遍有应力现象,如边部细粒化,双晶错动等。石英为他形中粒,有时略带浅蓝色,颗粒有拉长现象,长轴平行于C轴,具有不同程度的波状消光—带状消光,部分石英边部发生细粒化,甚至产生解理。变晶石英呈多边形粒状集合体,具折线状镶嵌结构,不显波状消光。钾长石含量少,属正长石到微斜长石的过渡型,内部有不同程度的格子双晶,具缝合线、蠕英等交代结构,交代斜长石等矿物,含较多的残留体,常含钠长石条带,有序度0.75~1。黑云母具多色性,浅黄、浅棕黄(Np),暗褐、暗棕(Ng)。副矿物按其量的多少依次为磁铁矿、锆石、磷灰石、榍石及各种金属硫化物,有时有较多的石榴子石、重晶石。
(2)花岗闪长岩 花岗闪长岩主要由钾长石(15%)、斜长石(40%~50%),石英(15%~20%)及黑云母、角闪石(15%~20%)等组成,具中—中粗粒半自形粒状变晶结构,条痕状、斑状构造,片理一般较发育。钾长石多为微斜长石、微斜条纹长石,具格子双晶,常交代包含斜长石。斜长石为半自形,An35左右,各种双晶发育,有碎裂、双晶错断等应力变形结构,石英常呈条痕状产出,长轴与片麻理一致,为不等粒石英的集合体。黑云母、角闪石多呈巨斑状作定向排列,构成岩石的片麻理。副矿物主要是磁铁矿、锆石、磷灰石、榍石、金红石及多种金属的硫化物,如黄铁矿、方铅矿等。
(3)石英闪长岩 主要由斜长石(50%~60%)、石英(15%~20%)、黑云母及角闪石(10%)组成。片麻状及块状构造。鳞片及中粗粒花岗变晶结构、变余半自形板状结构。斜长石为中更长石,An≈30。压碎结构明显,具碎裂、双晶弯曲、错位、波状消光等。有原生和变晶两类斜长石,原生长石为自形,变晶斜长石呈他形不规则状,多为细粒的集合体,平行片理分布。石英大多为变晶石英,他形,部分有压扁现象,具明显的波状消光,局部见条带状、透镜状的石英集合体,黑云母的扭折和波状消光明显。副矿物主要有磁铁矿、锆石、磷灰石、榍石、重晶石、电气石、金红石及金属硫化矿物和褐铁矿。锆石中含有黑云母包体。
(4)花岗岩-二长花岗岩-钾长花岗岩 这是富钾的一类花岗岩。它们均由钾长石(20%~40%,有时高达70%)、石英(25%~35%)、斜长石(20%~40%,有时低于10%)、黑云母及角闪石(5%~15%)组成,常含少量白云母(1%~3%)。粒度大小不等,一般为中粒不等粒花岗结构及中粗粒似斑状结构。花岗岩一般不发育叶理,有时只具不明显的片麻状构造。组成的岩石为黑云母花岗岩和角闪花岗岩。二长花岗岩和钾长花岗岩多为片麻状花岗岩,中粒花岗变晶结构,具压碎构造和似眼球状构造。矿物间的交代现象普遍发育,如条带、条纹和棋盘格状、蠕英和净边结构等。钾长石主要是微斜长石,多形成自形板状的斑晶,晶体的内部有交代成因的钠长石条纹和较多包体。斜长石为钠更长石(An=5~20),半自形,具交代结构,明显绢云母化。正长石呈他形板状,强烈高岭土化。石英为他形粒状,分布均匀,有时具明显的波状消光和碎裂现象。黑云母呈黄绿褐色,多色性不明显,有时完全绿泥石化,长石的有序度高,δ≥0.95。花岗岩的副矿物除磁铁矿外,有较多的榍石、磷灰石和锆石,含少量的绿帘石、钛铁矿、独居石、黄铁矿、萤石等。二长花岗岩和混合花岗岩相对地来说,磷灰石和榍石较为次要,有时含有石榴子石。
(5)钠质花岗斑岩 只在大洼梁岩体中见该类岩石。具斑状结构,斑晶包括条纹微斜长石(10~20mm)15%~20%;斜长石(2~5mm)15%;石英(2~3mm)1%~2%,基质包括(0.1~0.5mm):钠质正长石15%;钠长石25%~30%;石英20%;黑云母5%~7%;白云母1%。岩石叶理不发育,以块状构造为主。条纹长石为粗大宽板状自形晶,具格子双晶,内部有交代成因的钠长石条纹,普遍包裹斜长石、正长石、石英、黑云母等。钠长石呈自形,轻微绢云母化、帘石化,双晶发育。石英为他形,具熔蚀边,交代正长石,构成假文象结构。钠质正长石呈他形板状,晶体内有固熔体分解成因的钠长石条纹。黑云母已全部绿泥石化。副矿物主要有褐铁矿、锆石、磷灰石、锐钛矿,次要的有金红石和金属硫化矿物。
(三)地球化学特征
1.常量组分
五台山绿岩带中的花岗岩类,除了晚期的侵入体,如大洼梁、凤凰山一类岩体外,多数化学成分(Al2O3,Fe2O3,FeO,MgO,CaO,TiO2,P205等)与SiO2均有负的线性关系(图1-21、1-22),而各个岩体之间又有一定的差异,只有SiO2-MgO,CaO较为一致。K2O和Na2O与SiO2的关系不明显,Na2O的含量较稳定,不随SiO2的增加而变化。基底杂岩的K2O有随SiO2的增加而增多的趋势,而平型关岩体则有相反的关系(图1-21),因而可明显地将花岗岩类划分为富钾型和贫钾富钠型两类,前者主要有花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩,K2O/Na2O大于1;后者主要是石英闪长岩、英云闪长岩、奥长花岗岩和钠质花岗斑岩,K2O/Na2O小于1。
阿思(Arth,1979)以Al2O3含量14.5%~15.0%为界,将英云闪长岩-奥长花岗岩共分为高Al2O3型和低Al2O3型,并赋予一定的生成构造环境意义。五台山区富钾的花岗质岩石,除了交代成因的以外,一般都是低Al2O3的,因此将五台山绿岩带中同构造期以前的可以划为高Al2O3型和低Al2O3型,这充分反映出不同类型岩体和不同类型岩石之间的差异(图1-22)。就岩石类型来说,英云闪长岩、奥长花岗岩、花岗闪长岩和二长花岗岩均可区分为高Al2O3型和低Al2O3型两类,而石英闪长岩绝大多数都是高Al2O3型。如果考虑岩体类型,基底杂岩及固体底辟杂岩,同绿岩浅成花岗岩和再生交代型花岗岩,通常在一个岩体之内便有高Al203和低Al2O3之分,只有峨口花岗岩体例外,几乎全是低Al2O3型岩石。岩浆底辟花岗岩,一般都是低Al2O3型的。高Al2O3型的花岗岩大多数的MgO、CaO、TiO2和P2O5的含量也相对较高,反之亦然,所以它们都与SiO2有负的相关关系(图1-21,1-22)。
图1-21 花岗岩类岩石SiO2-TiO2、P2O5、CaO、K2O、Na2O及MgO相关图解
Bd—大寨口岩体;Bb—北台岩体;S—早期岩套(兰芝山、光明寺、石佛、峨口);D—大洼梁岩体;P—平型关岩体;W—王家会岩体;F—凤凰山岩体
2.微量组分
五台山绿岩带中花岗岩类的微量组分,除了REE外,其他组分研究程度是很低的。以往的研究(武铁山等,1984)只是应用光谱半定量分析数据进行对比,缺少一定数量的高精度的分析数据。我们也只是针对个别岩体和岩石类型做了取样分析。与世界典型的太古宙花岗岩类岩石(K.C.Condie,1981)比较,它们具有大致类似的特征:高Al2O3型TTG岩石的SiO2、Rb、Th、Ba/Sr低,并亏损HREE,HREE具强分离特征,(Yb/Gd)N低;HREE的亏损程度及正Eu异常似乎随SiO2增加而递增(基底杂岩的4个岩石充分反映出这一点)。低Al2O3型岩石Sr、Sc、Cr、Ni和Co等含量相对较低,具弱分异的HREE配分特征,(Yb/Gd)N高,一般0.72~0.99。但是进一步比较可见,五台山早前寒武纪TTG花岗岩比世界其他地区太古宙的TTG花岗岩(无论是高铝型,还是低铝型)含有更多的过渡元素,Cr、Ni、Co和大离子亲石元素K、Rb及Sr,与后太古宙花岗岩更为相似。
图1-22 花岗岩类岩石的SiO2-Al2O3图解
(除石英闪长岩为低铝型外,其他岩石类型及大多数岩体,都可以划分为高Al2O3和低Al2O3两类)
1—基底杂岩;2—早期岩套;3—王家会岩体;4—平型关岩体;5—大洼梁岩体;6—凤凰山岩体
不同岩石类型之间的差别主要表现在TTG杂岩与二长花岗岩之间,后者具有高的大离子亲石元素丰度和低的过渡元素丰度。Rb/Sr和Ba/Sr比值高,有明显的负Eu异常,而TTG杂岩内部的岩石-英云闪长岩、奥长花岗岩及花岗闪长岩之间则无明显的差异性,这一点与世界上典型的此类岩石是大致相同的。
综合本区大量花岗岩类岩石的球粒陨石标准化REE配分型式,基本上可以按Eu的亏损情况(Eu/Eu*)划分为3~4种类型,即Eu明显亏损型、Eu轻微亏损型、Eu正常型和Eu富集或轻微富集型(图1-23)。这几种REE配分型式及相应的其他REE特征,如稀土总量(∑REE)、轻重稀土分离程度(LREE/HREE),以及重稀土和轻稀土的分离程度也都不一样,可以综合为表1-6。在表1-6中,(La/Sm)N表示轻稀土的分离特征,而(Yb/Gd)N则表示重稀土的分离特征。可以根据现有的研究成果,直接推断其原岩及其生成过程,而无需进行定量模拟(牛来正夫,1975;Hanson,1978;Cullers et al.,1984;Martin et al.,1983,1987)。
在图1-23中,大部分岩体类型都绘出了REE的特征范围,即由∑REE高和低的值所确定的包络范围。从图中可以看出,基底片麻杂岩、早期TTG岩套和同构造的浅成钠质花岗岩的变化范围较大,但轻重稀土的分离程度相同,曲线彼此平行;而后构造的深成花岗岩,仅有的两个岩体的REE配分型式十分相似。因此,花岗岩的REE配分型式既反映出岩石类型之间的差别,同时也是岩石成因及其演化的标志。
图1-23 五台山绿岩带中各种类型花岗岩-球粒陨石标准稀土配分图
B—基底杂岩;S—早期岩套;I—浅成侵入花岗岩(I1—光明寺岩体;I2—双材村岩体);M—同构造期钾质花岗岩;P—交代花岗岩;I3、I4—后构造侵入花岗岩类(分别为大洼梁、莲花山岩体)
表1-6 五台山绿岩带中花岗岩的REE配分型式类型表
对于一个花岗杂岩体来讲,不同岩石类型具有生成先后的顺序,表现出岩性和成分上的演化特征。基底片麻杂岩和早期岩套,从早到晚出现的岩石类型为花岗闪长岩-英云闪长岩、石英闪长岩-奥长花岗岩-二长花岗岩,在图1-20中表现为沿箭头演化的趋势,交代花岗岩也有类似地由钠质到钾质的方向演化。杂岩内部化学成分上的演化主要反映在Q-Ab-Or图解和K2O-Na2O-CaO及FeO-(Na2O+K2O)-MgO图解上(田永清,1991),片麻杂岩、基底杂岩和同构造TTG岩套开始均表现为奥长花岗岩系列的趋势,后期的钾交代则向低共熔线成分演化,具有世界上灰色片麻岩的奥长花岗岩和钙碱性岩系两种类型的演化特征。
因此,根据目前关于钠质花岗岩岩浆起源的各种讨论(G.N.Hanson,1972;F.Barker,1979;J.G.Arth,1979;B.M.Jahn,1981,1984;H.Martin等,1976,1983;Condie等,1976,1983),认为TTG岩浆可能是由玄武质物质衍生出来的。田永清等(1991)依据五台山绿岩带中高Al2O3的TTG的Sr、K丰度,用肖(Shaw,1970)的简单部分熔融方程计算,源岩(TH2)只需60%左右的分离结晶最小值,或40%左右的部分熔融最大值,就能产生所需要的高Al2O3TTG岩浆。而富钾的年轻的花岗岩则可能是不成熟砂岩、硅质麻粒岩和老的钙质片麻花岗岩部分熔融的结果。利用五台山绿岩带中各类型花岗岩的REE配分型式,根据花岗岩岩浆起源的现有研究成果,用图1-24来表示其成因系列,图中各岩体类型的REE图式为图1-23之简化。其源岩包括下部地壳的榴辉岩和石榴角闪岩(它们由TH2变质而来)、硅质麻粒岩和麻粒岩相奥长花岗岩;上部地壳的变沉积岩和早期的钠质花岗岩。岩石形成的方式主要是源岩部分熔融产生的花岗质岩浆结晶,但也不排除在这一过程中的结晶分异作用,它将在同一岩体内生成具有不同REE配分型式的同类花岗岩(如I1a与I1b之间的关系)。这一成因与演化系列虽然是定性的,实际上各地的花岗岩类岩石基本上都在前文概述的温、压范围内发生不同程度的部分熔融(小于50%)。
图1-24 五台山绿岩带前寒武纪花岗岩成因演化的REE模式图
(详细说明见图1-23)
B—基底杂岩;S—同构造TTG杂岩;M—同构造二长花岗岩;P—再生交代花岗岩;T—后构造深成花岗岩
岩石圈由岩石组成吗
岩石圈由岩石组成。岩石圈(The lithosphere),地质学专业术语,是地球上部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈层。厚约60~120公里,为地震高波速带。包括地壳的全部和上地幔的顶部,由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成。其下为地震波低速带、部分熔融层和厚度100公里的软流圈。对岩石圈的认识,分歧很大...
岩石圈和地壳的关系
岩石圈是由什么组成的 岩石圈由地壳和软流层以上的上地幔顶部坚硬岩石组成的圈。厚度约为75至150千米,我们现在能认识到的地质作用现象大部分发生于岩石圈。岩石圈包括地壳的全部和上地幔的上部,由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成。其下为地震波低速带、部分熔融层和厚度100千米的软流圈。
地球岩石圈是由几大板块组成的,分别是哪几个板块?
岩石圈由六大板块组成的,分别是亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块、南极洲板块、太平洋板块。岩石圈是地球上部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈层。厚约60~120公里,为地震高波速带。包括地壳的全部和上地幔的顶部,由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成。其下为地震波低速带、部分熔融层和厚度10...
各陆块的主要地质、地球物理场特征
主要地质特征:- 主要由新太古代麻粒岩相变质杂岩和花岗质岩石组成,其中包有一些中太古代、始太古代岩块。- 组成该陆块的物质主要来源于地壳的中下部和上地幔源区。- 经历了复杂的多期次的麻粒岩相变质作用,成为著名的中朝古大陆北缘的麻粒岩相变质带。- 至少经历了3~4期强烈的区域变形作用...
紫苏花岗闪长岩的成因讨论——以马山岩体为例
二、地球化学特征所反映的成因信息 地球化学组成不仅反映了岩体的化学组成特征,同时也被用来讨论花岗质岩石的成因。张玉泉等(1995)根据花岗岩的地质和地球化学特征,把花岗岩类划分为幔源型(M型)、壳幔源型(CM型)和壳源型(C型)三种成因。把本区马山岩体常量和微量元素的分析结果投到相关的判别...
碰撞-陆内造山背景下的大地构造相系
2.岩石地球化学特征 (1)主量元素特征:白云母花岗岩的主量元素含量及CIPW标准矿物成分如表19和表20所列,与黎彤(1998)的中国花岗岩平均值比较,显示如下特征: 表19梵净山地区白云母花岗岩主量元素含量 资料来源:《贵州省区域地质志》。 表20梵净山地区白云母花岗岩相关数值特征及CIPW标准矿物成分 资料来源:《贵州省区...
岩石圈是地壳的一部分吗
岩石圈不是地壳的一部分。岩石圈包含地壳。岩石圈(The lithosphere),地质学专业术语,是地球上部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈层。厚约60~120公里,为地震高波速带。包括地壳的全部和上地幔的顶部,由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成。其下为地震波低速带、部分熔融层和厚度100公里的软流圈。对...
花岗岩类的成因及成因分类
铝-碱分类是根据铝饱和指数将花岗岩分为过铝、偏铝和过碱性三类。构造分类则是根据花岗岩所处的板块构造环境将其分为不同的类型。综合分类则是在野外地质学、矿物组合、岩相学和岩石地球化学等特征的基础上进行分类。S-I-M-A字母分类系统则是根据花岗岩的源岩性质将其分为四类,分别以各自源岩英文...
岩石圈由什么组成
岩石圈由什么组成如下:1、岩石圈组成:花岗质岩、玄武质岩和超基性岩。2、岩石圈,地质学专业术语,是地球上部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈层。厚约60~120公里,为地震高波速带。由地壳和上地幔顶部组成。岩石圈下面是软流圈。岩石圈可分为6大板块:欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、...
岩石圈组成
岩石圈组成:花岗质岩、玄武质岩和超基性岩。岩石圈:岩石圈,地质学专业术语,是地球上部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈层。厚约60~120公里,为地震高波速带。包括地壳的全部和上地幔的顶部,由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成。其下为地震波低速带、部分熔融层和厚度100公里的软流圈。对岩石圈...
靳启缓士: 主要矿物为石英、钾长石和酸性斜长石,次要矿物则为黑云母、角闪石,有时还有少量辉石. 花岗岩属于酸性(SiO2>66%)岩浆岩中的侵入岩,这是此类中最常见的一种岩石,多为浅肉红色、浅灰色、灰白色等.中粗粒、细粒结构,块状构造...
绥中县13174432340: 花岗岩变成“天狗”是什么地质作用 - ?
靳启缓士: 岩体侵入~地壳抬升~风化剥蚀
绥中县13174432340: 三大类 岩石是怎样形成的 - ?
靳启缓士: 1、喷出岩(火山岩):岩浆喷出地表后冷凝形成的. 2、浅成岩:岩浆沿地壳裂缝上升至距地表较浅处冷凝形成的. 3、成岩:岩浆侵入地壳深处(约距地表3公里)冷凝形成的. 依冷凝成岩时的地质环境的不同,将岩浆岩分为三种类型:1、...
绥中县13174432340: 岩石的特征 - ?
靳启缓士: 1、提取岩石中的有机矿物质2、有助于研究地球产生到现在的运动变化过程,从岩性、岩相来分析,还可以知道当地发生过什么地质作用,地壳上升、下降或是海侵、海退3、岩石的大规模堆积可形成奇特的景观,不管是自然还是人文,都极具艺术观赏价值
绥中县13174432340: 高中地理岩石,岩浆区别 - ?
靳启缓士: 岩石是在各种不同的地质作用下,由造岩矿物形成的集合体.例如花岗岩就是由长石、石英和云母等矿物组成的岩石.根据其形成作用分为三大类:沉积岩、岩浆岩和变质岩.
绥中县13174432340: 花岗岩里有什么成分? - ?
靳启缓士: 花岗岩 一种深成酸性火成岩.俗称花岗石.二氧化硅含量多在70%以上.颜色较浅,以灰白色、肉红色者较常见.主要由石英、长石和少量黑云母等暗色矿物组成.石英含量为20%~40%,碱性长石多于斜长石,约占长石总量的2/3以上.碱性长...
绥中县13174432340: 花刚岩属于哪种岩石? - ?
靳启缓士: 花岗岩是一种岩浆在地表以下凝却形成火成岩,主要成分是长石和石英.花岗岩质地坚硬, 花岗岩石 难被酸碱或风化作用侵蚀,常被用于建筑物的材料.花岗岩(Granite)的语源是拉丁文的granum,意思是谷粒或颗粒.因为花岗岩是深成岩,常能形成发育良好、肉眼可辨的矿物颗粒,因而得名.而汉字名词花岗岩则是由日本人翻译而来.幕末~明治初期的辞典与地质学书籍将Granite翻译作花岗岩或花刚岩.花形容这种岩石有美丽的斑纹,刚或岗则表示这种岩石很坚硬,也就是有著花般斑纹的刚硬岩石的意思.中国学者则沿用此译名
绥中县13174432340: 花岗岩属于哪一类岩石? - ?
靳启缓士: 属于岩浆岩. 岩浆岩也叫火成岩,是在地壳深处或在上地幔中形成的岩浆,在侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却固结并经过结晶作用而形成的岩石.因为它生成的条件与沉积岩差别很大,因此,它的特点也与沉积岩明显不同.在野外观察,沉...
绥中县13174432340: 花岗岩是一种很好的建筑材料,主要有三种不同的矿物( ) - ?
靳启缓士: 花岗岩由石英、长石、云母三种造岩矿物组成
绥中县13174432340: 火成岩的分类? - ?
靳启缓士:[答案] 看不同的分类方法. 火成岩 也称岩浆岩.来自地球内部的熔融物质,在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石.当熔浆由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石,称喷出岩或称火山岩.常见的火山岩有玄武岩、安山岩和流纹岩等.当熔岩上升未达地表而在地壳...