岩浆岩岩石组合时空分布规律对构造演化阶段约束
岩石学是研究岩石的成分、结构构造、产状、分布、成因、演化历史和它与成矿作用的关系等的学科。地质学的分支。陨石、月岩等宇宙来源的岩石,也是岩石学的研究对象。岩石学常被分为岩理学和岩类学。前者主要研究岩石的成因,在早期多指与火成岩有关的成因研究;后者主要是鉴定岩石的成分和结构构造,进行岩石特征的描述和分类,又称描述岩石学或岩相学。
在古代,岩石和矿物统称为“石”。最早有关矿物岩石性状的记载是中国的《山海经》和古希腊泰奥弗拉斯托斯的《石头论》。古希腊哲学家泰勒斯的“一切都来自于水,又复归于水”论断,可以看作关于沉积岩思想的萌芽。
18世纪后半叶至19世纪初,德国地质学家维尔纳为首的弗莱堡学派倡导水成说,认为所有岩石都是浑沌水的沉淀物。最早沉积花岗岩和片麻岩,其次为片岩、大理岩等,后期为页岩、砂岩、砾岩等。英国自然科学家赫顿于1788年提出了火成说,认为在地下热的影响下,形成的熔融物可经火山活动形成火山岩,或在深部结晶形成花岗质岩石。
两派各以自己的观点排除对方,把所有的岩石基本看成是同一成因。1830年英国自然科学家莱伊尔提出岩石的成因分类,分为水成岩类、火山岩类、深成岩类和变质岩类,深成岩类包括花岗岩和片麻岩类。从“水火之争”到莱伊尔以多种成因观点代替单一成因观点的岩石分类,是岩石学孕育阶段的主要标志。
现代岩石学形成于19世纪中期至20世纪50年代。在这一阶段,野外地质调查和区域性地质制图有了较大的发展,使得历史对比法在岩石学的各个领域都得到广泛的应用,确定了各类岩石组合与其形成地质环境的联系,加深了对岩石成因的了解。
现代的显微岩石学,是英国地质学家索比把偏光显微镜运用于砂岩、石灰岩和粘板岩的观察而开始的。德国齐克尔在1866年《描述岩石学教科书》,对岩石的许多亚类作详细阐述。齐克尔1873年出版的《矿物和岩石在显微镜下特征》和罗森布施的《岩相学主要矿物在显微镜下结构》,奠定了显微岩石学的基础。
19世纪末至20世纪早期,是岩石化学的形成时期。美国的克拉克和德国的奥桑都是这方面的创始人。克拉克与华盛顿等人合作研究从地表至十英里深处物质平均成分,发表了《火成岩平均成分》、《地壳成分》等重要著作,创造了CIPW岩石化学计算法;挪威岩石学家福格特用矿渣作材料进行高温熔融实验,说明硅酸盐中的共熔关系,确定矿物的结晶顺序并把它运用于天然岩石;美国岩石学家鲍温在1928年发表《火成岩的演化》,提出了钙碱性岩浆中矿物析出的反应系列及其原理,习称“鲍温反应原理”,奠定了岩浆分异作用理论基础。在变质岩岩石学方面,挪威地球化学家戈尔德施密特和芬兰岩石学家埃斯克拉,将物理化学中的相律运用于岩石学,创立了变质相的概念。
第二次世界大战结束以后,特别是50年代以来,通过国际性多学科地学研究活动的开展,板块学说兴起并不断发展,作为地质学科分支的岩石学进入了新的发展时期。
X光及电子显微技术的发展,使岩石、矿物内部结构研究进入微区领域;微量分析技术如光谱、X光荧光分析等的发展,使稀土和微量元素定量成为可能,为某些成岩作用的过程的研究提供了定量依据;质谱分析可以测定岩石和矿物中同位素组成,不仅提供了有关成岩作用的时间信息,对示踪岩浆演化、岩浆起源、岩石变质等原岩及其形成过程也都提供重要信息;高温高压实验,能测定的压力达到数百亿帕,约合深度600公里以下,可以模拟上地幔某些岩石的形成。
上述新技术、新方法的应用为地壳早期岩石,洋底和深部地幔岩石的研究,积累了大量资料,推动了现代岩石学理论的完善化。地震研究使过去的一元或二元原始岩浆论,已转变为受大地构造环境控制而形成的多元岩浆的观点,洋中脊、裂谷带、活动大陆边缘和陆内环境都有不同的岩浆组合。
关于岩浆演化除了岩浆分异作用、岩浆同化作用之外,岩浆混合的观点,也日益受到重视。板块构造理论对沉积岩岩石学也有显著影响,现代沉积岩石学理论认为:大型沉积盆地和它们的沉积中心与板块运动有关,板块的相互作用和板块构造环境是沉积盆地演化和各种沉积相形成分布的关键。
用现代沉积作用和水动力学环境的实验模拟资料来解决古沉积环境问题,是沉积岩石学研究的生长点。变质相和变质相系的研究初步奠定了变质作用和大地构造的联系,而地幔与地壳的相互作用而产生的热流是区域变质的根本原因。80年代以来变质作用的温度-压力-时间轨迹的研究揭示了变质作用历史与地壳构造演化之间的关系。
岩石学的分支学科
火成岩岩石学是研究主要由岩浆作用形成的岩石的成分、结构构造,及其形成条件和演化历史的学科。其运用现代实验技术、物理化学、流体动力学等理论,阐明各类岩浆的演化运移和冷却结晶等过程,依据岩浆岩区域地质分布结合大地构造单元,总结各类岩浆岩自然组合的时空分布规律。
沉积岩岩石学是研究沉积物和沉积岩的组成、结构、构造和成因的学科。其主要内容包括沉积物和沉积岩物质成分、粒度及其生物化石群落等的研究;判定沉积环境和沉积物的源区,阐明古地理条件和恢复古构造;根据碎屑物和基质的比例,根据矿物颗粒和有机组分的分选性,进行沉积物和沉积岩的分类;根据化学沉积物的特点判定水体化学性质和海水深度等。
变质岩岩石学是研究地壳内部发生的变质作用,和变质岩的形成特点及其演变历史的学科,天体陨石的冲击变质亦属这一研究范畴。
在地壳演化过程中,地幔、地壳的相互作用,引起区域热流和构造环境的变化,发生了一系列属于不同变质相、变质相系和不同形变程度的变质岩石。它们是变质作用在自然界的记录,因而也是变质岩岩石学的研究对象。变质岩石学又可分为两个方向:变质地质学和变质实验岩石学。
工业岩石学是用硅酸盐工艺学的方法来研究和开发与硅酸盐矿物有关的资源,又称工艺岩石学。
其它的还有宇宙岩石学、化学岩石学、实验岩石学、地幔岩石学、构造岩石学等。
岩石的形成与形成时的地质环境密不可分,岩石建造是地质环境的一种表现。因此为了阐明地质环境,区域地质学、大地构造学、构造地质学和地层学的研究是必不可少的知识;矿物学和地球化学可以阐明岩石中主要造岩矿物和元素迁移变化的规律,它们与化学热力学和化学反应动力学相结合,可以说明岩石形成过程中可能的物理化学作用过程,以及岩浆发生的可能原岩。
宇宙岩石学可以看作岩石学与天文学之间的联系环节,而地幔岩石学可以看作岩石学与地球物理学之间的桥梁,这两个分支学科扩大了岩石学研究的时空范围,所研究的深度可达600公里的地幔,时间可以上溯到40亿年左右,其研究成果为研究地球早期演化提供了基础资料。
作为自然体系的岩石组合,其成因是复杂的,受诸多因素所制约,并且与地壳演化有着密切的联系。有成效的岩石学研究,一方面要摆脱传统观点的束缚,从单纯岩石的描述中解放出来;另一方面也要防止简单化的趋向,把复杂的成因问题纳入简单的成因模式。
岩石学的研究要掌握更多的岩相学、区域地质学资料,充分搞清各种岩石之间野外关系,加强岩石组合和岩石的物质组分(包括矿物学和地球化学)的研究,从而进一步引出客观存在的形成条件和岩石构造历史,并从物理化学基础理论来阐明其内在联系和发生的根本原因。此外,从全球构造观点,总结分析岩浆建造、变质建造和沉积建造的时空分布规律,这些将是岩石学的基本任务。
美国科学家在最新一期英国《自然》杂志上报告说,通过分析古老硫酸盐岩石里氧同位素含量比例,有可能获得宝贵的信息以研究古代大气状况、地球气候变迁史和物种灭绝等问题。
科学家一般通过钻取南极和北极冰盖中的古老冰芯来探究古代的大气状况。美国加利福尼亚大学圣迭戈分校的科学家说,他们对距今几百万乃至数千万年前的岩石进行分析,发现其中氧同位素含量比例异常。这些岩石分别来自非洲纳米布沙漠及美国西部的火山灰岩床,岩石中富含硫酸盐。据认为,当这些岩石还处于熔融状态时,其中的硫元素与大气中的氧发生反应,从而记录下了当时地球大气中的氧同位素含量特征,所以通过分析古老硫酸盐岩石里氧同位素含量比例,可对数百万年前的地球大气成分进行推断。
据科学家说,这一方法还可用于分析含硫量较高的火星岩石,从而研究火星大气的历史。
岩石是天然产出的具一定结构构造的矿物集合体,是构成地壳和上地幔的物质基础。按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。其中岩浆岩是由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石,也称火成岩;沉积岩是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石;变质岩是由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩,由于其所处地质环境的改变经变质作用而形成的岩石。
地壳深处和上地幔的上部主要由火成岩和变质岩组成。从地表向下16公里范围内火成岩和变质岩的体积占95%。地壳表面以沉积岩为主,它们约占大陆面积的75%,洋底几乎全部为沉积物所覆盖。
岩石学主要研究岩石的物质成分、结构、构造、分类命名、形成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演化过程等。它属地质科学中的重要的基础学科。
十八世纪末岩石学从矿物学中脱胎出来而发展成一门独立的学科。在岩石学发展的初期,主要研究的是火成岩,到了十九世纪中叶才开始系统地研究变质岩,而沉积岩直到二十世纪初才引起人们的注意。目前岩石学正沿着岩浆岩石学、沉积岩石学和变质岩石学三个主要的分支方向发展。
汇聚板块边界的构造环境以挤压为主,这种构造环境主要包括洋-洋汇聚的岛弧带、洋-陆汇聚的活动大陆边缘带和陆-陆汇聚的大陆碰撞造山带。
1.岛弧带岩石组合
岛弧是指两个大洋板块之间的汇聚,一个大洋板块俯冲到另一个大洋板块之下,形成了典型的沟-弧-盆体系。岛弧宽度一般为200~300km,延长可以达到数千千米。由于俯冲的大洋板块是呈板状切割地球的球形表面,在地球表面的轨迹是弧形的,因此形成的岩浆岩的空间展布也是弧形的,因此称为岩浆弧(magmatic arc)。岩浆弧的构造剖面图见图3-6。
图3-6 典型的岩浆弧构造剖面
(据Gil,2010)
大洋岩石圈(洋壳+岩石圈地幔)于海沟处俯冲于另一大洋板块之下,从海沟到火山前缘之间的部位称为弧前(fore arc),之上堆积的物质称为增生楔(accretionary prism),主要由来自火山弧的火山碎屑物、沉积物和俯冲板块刮剥下来的大洋沉积物构成,形成叠瓦状构造;再向岛弧方向就是弧前盆地(fore-arc basin)和火山弧(volcanic arc),火山弧平行海沟展布。岛弧岩浆的产生,主要是俯冲板片的变质作用、脱水过程,俯冲的含水玄武质洋壳到达深部发生相变(绿片岩相→角闪岩相→麻粒岩相-榴辉岩相),大洋沉积物和洋壳中的水被释放出来,或者储存在变质的岩石中,或者作为流体进入到上覆的楔形地幔中,这些含水岩石发生部分熔融就形成了各种岛弧岩浆岩。
岛弧岩浆岩的喷出岩组合是以安山岩为主,常见钙碱性火山岩组合是玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩,其中安山岩体积分数最多(约70%),玄武岩体积分数为25%,英安岩+流纹岩体积分数为5%。在化学成分上,岛弧火山岩成分变化较大,可从相对原始的高镁拉斑玄武岩到高度分异的英安岩和流纹岩。基于岛弧火山岩中的K2O含量,可将其进一步划分成四个岩石系列,包括低钾拉斑玄武质系列(low-K tholeiitic series)、中钾和高钾钙碱性(medium-and high-K calc-alkaline series)以及橄榄安粗岩系列即钾玄岩系列(shoshonitic series)。岛弧地区的钙碱性系列主要为中钾钙碱性系列,也可出现少量高钾钙碱性系列和橄榄安粗岩系列。岛弧地区的拉斑玄武岩以明显偏高的Al203含量(通常大于16%)区别于洋底和洋岛拉斑玄武岩,通常将前者称为高铝玄武岩(high-alumina basalts)。岛弧侵入岩组合是辉长岩-闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩。岛弧地区的花岗岩类岩石在化学成分上类似I型,并与钙碱性火山岩的化学成分类似(卢良兆和许文良,2011)。
此外,岛弧地区还可出现具有高镁特征的火山岩[Mg#=Mg/(Mg+Fe2+)通常大于0.45],包括埃达克岩、赞歧岩、高镁安山岩(MgO>6%)和玻镁安山岩(卢良兆和许文良,2011)。
◎埃达克岩(adakite):是指具有特殊地球化学属性的一套火成岩,它们的SiO2≥56%,Al203≥15%,MgO通常小于3%(很少大于6%),高Sr(很少小于400×10-6)、低Y(<18×10-6)和重稀土元素(Yb≤1.9×10-6)及高场强元素,无铕异常,(87Sr/86Sr)i<0.7040;其主要矿物组合为斜长石+角闪石,可以出现黑云母、辉石和不透明矿物(Defant&Drummond,1990)。该类岩石重稀土元素和高场强元素的亏损,表明岩浆源区石榴子石(+金红石)的残留,而高Sr、无Eu异常的特征暗指岩浆源区中的斜长石已经或全部熔融。在岛弧地区的埃达克岩主要由年轻的(25Ma)、热的俯冲洋壳部分熔融所成。
◎赞歧岩(sanukite):是指发现于日本四国北部的一种黑色玻璃质的富镁火山岩。在地球化学上,赞歧岩与埃达克岩类似,但更富Mg(Mg#>0.60)、Cr和Ni以及高的K/Na比值(0.33-0.52)。这表明赞歧岩可以直接由地幔岩部分熔融形成。
◎高镁安山岩(high-Mg andesite):是指那些相比岛弧安山岩具有更高的MgO(>5%)和更低的TFeO/MgO(0.45的岩石定义为高镁安山岩。高镁安山岩的成因复杂,既可以通过地幔橄榄岩直接熔融形成,也可以通过熔体与地幔橄榄岩的相互作用形成。
◎玻镁安山岩(boninite):是一种高镁(MgO>8%)、低钛(TiO2<0.5%)、非常亏损不相容元素的玄武安山岩或安山岩。在化学上,属于低钾或中钾系列。通常呈玻璃质,典型斑晶矿物包括四方晶系和单斜晶系的顽火辉石(En-90)、橄榄石(Fo-90)和钙质单斜辉石(Crawford,1989)。玻镁安山岩可直接由地幔岩部分熔融形成。
岛弧岩浆岩具有时空演化的规律性。在空间上显示岩石系列和极性变化,如在日本岛弧火山岩中K2O的含量与火山距毕鸟夫带(benioff belt)深度(h)之间的关系(所谓的K60-h的关系),即低钾拉斑玄武质系列出现在靠近海沟一侧,中钾和高钾钙碱性系列(甚至橄榄安粗岩系列)则出现在逐渐远离海沟的方向。此外,岛弧还具有随时间演化的趋势,拉斑玄武质系列出现较早,钙碱性系列和富钾火山作用出现较晚,到最晚期甚至出现碱性系列。随着岛弧成熟度的提高,火山岩中碱性组分(尤其是K)含量增加。
2.活动大陆边缘岩石组合
洋-陆汇聚板块的边缘,即活动大陆边缘(active continental margin)具有与岛弧相似的构造背景,主要的构造驱动来自于大洋板块的俯冲消减作用,产生一系列的岩浆作用,形成岩石组合;但是与岛弧区域最大的区别是,俯冲的上盘是一个具有厚的大陆地壳的大陆边缘,将导致在靠近大陆的一侧,将出现更多陆壳物质的加入。另外,由于厚陆壳提供更多的容纳空间,将形成更多的侵入岩类,即中酸性侵入岩大量出现,构成活动大陆边缘的主体岩石。
活动大陆边缘岩石以钙碱性系列岩石为主,喷出岩组合是玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩,或者侵入岩组合为辉长岩-闪长岩-英云闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩。活动大陆边缘更厚的陆壳,导致陆缘弧岩浆岩组合中更加富Si,石英和碱性长石广泛出现。
活动大陆边缘岩浆岩组合也具有时空变化规律。空间上,从海沟向内陆,岩浆岩碱性组分(尤其是K2O)和SiO2含量逐渐增高,从低钾拉斑系列向钙碱性系列和碱性系列变化。时间上,活动大陆边缘早期岩浆活动主要为靠近大洋一侧的低钾拉斑系列,而靠近陆内一侧的钙碱性和碱性系列往往形成时间稍晚(卢良兆和许文良,2011)。
3.大陆碰撞带岩石组合
在两个大陆不断靠近,其间的大洋逐渐俯冲消减殆尽后,就导致陆-陆汇聚,至此一个具有大洋演化历史的板块演化过程宣告结束,之后进入陆-陆碰撞、陆-陆俯冲、形成碰撞造山的演化过程。最典型的陆-陆碰撞发生在北方的巨大的欧亚板块在亚洲与南方的印度板块、阿拉伯板块,在欧洲与非洲板块之间的碰撞造山,形成了横贯东西的阿尔卑斯山到喜马拉雅山的巨大造山带。碰撞造山带的岩浆作用与造山带的构造演化之间密切关联,在造山带演化的不同时期,伴随造山带从浅部到深部协调演化的各个构造事件,发育不同类型的岩浆作用,因此对于古老的造山带,从岩浆作用的角度可以追索一个大陆造山带的演化历史。
通过对世界上典型陆-陆碰撞造山带的岩浆作用的研究,可划分为碰撞前、同碰撞、碰撞晚期和碰撞后四种岩浆岩组合(卢良兆和许文良,2011)。
(1)碰撞前钙碱性弧岩浆岩组合
它们是陆间洋盆闭合前发生俯冲所诱发的岩浆活动,这与活动大陆边缘(或大陆弧)的岩浆作用类似,主要是钙碱性岩石为主的基性到中酸性岩石。近年来研究表明,发育在大洋岛弧的埃达克岩,在洋壳俯冲到大陆边缘之下的环境也可以形成。
(2)同碰撞期过铝质(淡色)花岗岩组合
在陆-陆碰撞带由于陆壳加厚将形成了造山带的山根,其浅部表现为高度增加,形成山脉,在深部则形成向下沉降的山根。加厚地壳内部会形成壳源过铝质花岗岩类,这类花岗岩的SiO2和Al2O3含量高,常见岩石类型是二云母花岗岩和白云母花岗岩,其中含富铝、富挥发分的矿物,例如电气石(含B)、白云母(含Al)、石榴子石(富Al)。其中一个重要的岩石类型是淡色花岗岩。
淡色花岗岩(leucogranite)或称浅色花岗岩,指岩石中暗色镁铁质矿物(不包括白云母)含量小于5%的花岗岩类。除黑云母外,还常含白云母,因此也称为二云母花岗岩。白云母、石榴子石等富铝矿物的普遍存在,对应的化学成分表现为Al2O3含量和铝指数较高,也被称为过铝质花岗岩(peraluminous granite,铝指数>1)。这类岩石来源于沉积岩的部分熔融,因而又被归类于S型花岗岩。淡色花岗岩在世界范围内的造山带中广泛存在。代表性的实例有北美东部的Trans-Hudson与Appalachian造山带,北美西部科迪勒拉内部造山带和欧洲的海西造山带等,我国喜马拉雅造山带都有较多发育。在喜马拉雅造山带淡色花岗岩的岩石类型主要分为三类,分别是含二云母、电气石和石榴子石的花岗岩。
由于这些岩石在化学成分上表现为过铝,含有较多的过铝质矿物(石榴子石、云母等),同时缺少角闪石等富钙矿物,这些花岗岩被划分为S型,并被认为来源于泥质沉积岩的部分熔融。此外,这些岩石在时空上未表现出与幔源岩石的关联,其形成过程中难于寻找地幔贡献,因而被认为是典型的纯地壳来源岩石。
(3)碰撞晚期或碰撞后钙碱性花岗岩组合
世界上很多造山带往往发育一期造山晚期或造山后的钙碱性岩浆作用,这与碰撞前的火成岩组合类似,但K2O含量高。在欧洲阿尔卑斯造山带、海西期造山带都出现造山后的辉长岩、英云闪长岩等深成杂岩;在青藏高原,属于后碰撞期的岩浆作用包括冈底斯中-南带强过铝质花岗岩、冈底斯钾质火山岩和冈底斯斑岩(莫宣学等,2005)。这一期岩浆作用与碰撞后的热释放导致温度升高有关,同时伴随着造山后地壳的隆升,隆升速度缓慢时(如0.35km/Ma),下地壳的温度可上升至英云闪长岩的固相线以上,并导致熔融作用发生。此外,在碰撞后的松弛阶段也可以引起地幔热流的上升,并造成减压熔融。
(4)碰撞后岩浆岩组合
陆-陆碰撞后的典型构造背景表现为深部造山带山根拆沉、造山带垮塌和浅部的发育伸展构造,即表现为陆内伸展环境,其构造属性也属于拉张的构造背景,因此与前述的板内的大陆裂谷带类似。以青藏高原为例,碰撞后岩浆作用显示了多样性和复杂性,并伴随着重要的成矿作用。造山带岩石圈,在不同深度层次上都参与了部分熔融作用过程,形成的岩石组合包括:幔源基性成分的超钾质火山岩、加厚下地壳熔融形成的中酸性埃达克质深成和浅成侵入岩、中-下地壳成因的钾质岛弧型中酸性岩石,以及由纯地壳熔融形成的流纹质或者花岗质岩石。
(一)奥陶纪-早志留世构造岩浆阶段(洋陆俯冲阶段)
走廊域内北祁漫塔格构造岩浆岩带内三类早古生代海相火山岩的形成均具有弧后扩张的特点,已获得的资料证明这个与大洋俯冲相关的弧后裂张主要发生在奥陶纪,早志留世滩北雪峰组合(英云闪长岩+花岗闪长岩组合)可确定走廊域洋陆俯冲阶段的上限是早志留世,由此也证实走廊域内已有的火成岩记录可以确定整个祁漫塔格走廊域在奥陶纪晚期-早志留世处于活动大陆边缘构造环境。
(二)晚志留世-早泥盆世构造岩浆阶段(陆陆碰撞阶段)
晚志留世十字沟及早泥盆世阿达滩两个强过铝质花岗岩组合的产出可确定陆块碰撞作用发生的时限,且从早期组合(高温型)向晚期组合(高压型)的演化暗示地壳加厚的过程。该阶段整个东昆仑地区缺失沉积记录,也代表了碰撞与隆升的特点。
(三)早泥盆世-早石炭世后碰撞及后造山阶段
走廊域内火成岩岩石构造组合记录无法严格从时间上将后碰撞及后造山两个阶段区分开来。但从岩浆的演化(不同类型岩石构造组合时空分布规律)可以划分出三个岩浆演化亚阶段。
1.早泥盆世布拉格期
北祁漫塔格构造岩浆岩带内所产出的莲花石组合及昆南构造岩浆岩带内的塔鹤托坂日组合均为富含铁镁质暗色微粒包体的壳幔混合型花岗岩,显然,该阶段这两个岩浆岩岩石组合的产出说明了晚志留世—早泥盆世陆陆碰撞阶段后构造体制发生了重大的变化,幔源岩浆底侵引发了壳幔岩浆的混合作用,因此早泥盆世布拉格期可视为后碰撞阶段开始。
2.早泥盆世埃姆斯期-中泥盆世吉维特期
从北祁漫塔格构造岩浆岩带到昆南构造岩浆岩带表现出了惊人的一致性,火成岩岩石组合可以分为两类,一类为高钾、高硅的碱性系列、钾玄岩系列的酸性花岗岩组合,另一类为中高钾、低硅、高钛的基性侵入岩组合与火山岩组合。幔源岩浆活动异常强烈,因此该阶段在走廊域内总体上表现为板内裂陷的构造环境,同时也说明祁漫塔格地区后碰撞阶段构造环境以持续性的伸展体制为主。
3.晚泥盆世法门期
侵入岩岩石构造组合略显复杂,但以高硅、高钾的碱性系列或钙碱性系列岩石为主,岩体中MME少见,显然幔源岩浆的参与是微弱的。A型花岗岩的产出说明该阶段总体上仍处于伸展的构造背景中,为早泥盆世埃姆斯期-中泥盆世吉维特期的延续,似代表了这一次板内伸展作用的后期阶段。另外,该阶段走廊域内形成了晚泥盆世陆相火山盆地,遗憾的是,该陆相火山-沉积盆地研究程度较低,无法提供更多有益的、可靠的信息。
从上述特征可以设想,早泥盆世布拉格期似可划分到后碰撞初期阶段,而早泥盆世埃姆斯期-中泥盆世吉维特期为后碰撞期主要时期,晚泥盆世法门期可划分到后造山阶段。本区从后碰撞阶段开始主要表现为区域的伸展构造环境,而这一广泛的区域性伸展作用与古特提斯洋的初始扩张似于同期,二者的关系值得探讨,是加里东造山系的岩石圈去根引起的伸展垮塌诱发了古特提斯洋的初始扩张,还是古特斯洋的扩张导致了东昆仑加里东造山带过早进到了大陆边缘的伸展裂陷阶段,从而促使加里东造山带过早地伸展垮塌,这需要进一步分析研究。当然,秦祁昆加里东阶段构造演化也可能是自组织体系,与其南部特提斯洋的演化并无关联。
矿床的时空分布规律
与岩浆成因热液有关的热液矿床,可大致分为矽卡岩型、斑岩、高—中—低温热液脉型两大类,且常见的多与中酸性侵入岩有关。热液矿床形成时代与侵入岩成岩时代的间距,主要取决于两个方面:一是矿床有用矿物组合的形成温度;二是岩浆热液演化、运移进程的快慢。对于矽卡岩-斑岩而言,岩浆作用同期或晚期即成矿,故而成岩...
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3.1.1 区域火山岩时空分布 阿尔泰地区火山岩形成的时期可以分为晋宁旋回、加里东旋回、华力西旋回和喜马拉雅旋回。其中华力西旋回火山活动剧烈,持续时间长,分布范围广,量多,岩性复杂,相变大。时间上可分为早、中、晚三期;早中期火山岩空间分布格局显示出沟弧盆构造火山体制特点(芮行健等,1994),...
成矿规律研究的基本理论———成矿专属性
火山岩岩石-构造组合分析是恢复古板块构造格局和演化历史的最有效手段之一,也是研究造山带火山作用和大地构造环境关系的基本方法。其原因就是在于在不同的大地构造环境条件下,形成的火山岩(组合或系列)具有岩浆起源和演化机制、火山岩时空分布和物质组成等方面的不同特征。这体现了火山岩浆活动与环境之间的特定对应关系...
东北地区火山活动规律
(二)新生代火山岩的时空分布规律 东北地区新生代岩浆活动主要以裂隙式-中心式喷溢活动为特征,而且从形成期次上可分为古近纪喜马拉雅早期火山旋回、新近纪喜马拉雅中期火山旋回和第四纪喜马拉雅晚期火山旋回。火山岩主要分布于长白山地区,为吉林龙岗火山岩群、黑龙江五大连池火山群、二克山火山岩群、科洛山...
幸薇赛斯: (一)奥陶纪-早志留世构造岩浆阶段(洋陆俯冲阶段) 走廊域内北祁漫塔格构造岩浆岩带内三类早古生代海相火山岩的形成均具有弧后扩张的特点,已获得的资料证明这个与大洋俯冲相关的弧后裂张主要发生在奥陶纪,早志留世滩北雪峰组合...
邳州市13846344753: 火成岩的组合概念 - ?
幸薇赛斯: 各种岩浆岩在空间分布上、形成时间上、物质成分上以及其成因上往往相互联系,彼此共生,按一定的规律以一种组合的形式出现,而且这种组合规律明显地受构造运动控制.为了阐述岩浆岩的共生组合规律,提出了一些组合概念,主要有岩浆...
邳州市13846344753: 对比三大类岩石的构造、结构、矿物成分特点? - ?
幸薇赛斯: 一、岩浆岩 岩浆岩是岩浆活动的产物.地下深处的岩浆,在巨大内压力的作用下,沿着地壳薄弱地带侵入地壳上部或直接喷出地表冷凝而成的岩石.其主要识别标志有. (一)、岩浆岩中喷出岩附近保存有明显的火山活动痕迹,如,火山口、...
邳州市13846344753: 岩浆岩的构造 - ?
幸薇赛斯: 岩浆岩的构造 ( structure) 是指岩浆岩中不同矿物集合体之间,或矿物集合体与岩石的其他组成部分之间的排列、充填空间方式所构成的岩石特点.岩浆岩常见的构造如下: 块状构造 ( massive structure) 矿物均匀无向分布组成的一种构造,...
邳州市13846344753: 三大类岩石之间的相互关系及演化关系 - ?
幸薇赛斯: 三大岩类 1、沉积岩 沉积岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一种岩石类型.它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过风化、剥蚀、搬运、沉积和成岩作用形成的岩石.不论那种方式形成的碎屑物质都要经历搬...
邳州市13846344753: 岩浆岩的结构和构造及其与形成过程的关系 - ?
幸薇赛斯: 岩浆岩的结构和构造及其与形成过程的关系 你说的这个问题很大,首先岩浆岩的结构和构造根据不同的分类标准有很多类型,如:根据岩浆岩的结晶程度可以分为全晶质结构、玻璃质结构和半晶质结构,根据岩石中矿物的颗粒大小,还有岩石中...
邳州市13846344753: 三大岩石的构造特征,构造特征!应该怎么答? - ?
幸薇赛斯: 三大岩性初步鉴别方法 (一)岩浆岩的观察与描述 对岩浆岩的观察,一般是观察其颜色、结构、构造、矿物成分及其含量,最后确定其岩石名称.肉眼鉴定岩浆岩,首先看到的就是颜色.颜色基本可以反映出岩石的成分和性质. 对岩浆岩进行...
邳州市13846344753: 论述岩浆岩的一般特征 - ?
幸薇赛斯: 两者主要特征的区别可以从成因、物质成分和结构构造特征三方面区分: 1、成因 岩浆岩或称火成岩,是由岩浆凝结形成的岩石,岩浆是在地壳深处或上地幔产生的高温炽热、粘稠、含有挥发分的硅酸盐熔融体,是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的...
邳州市13846344753: 岩浆岩沉积岩变质岩在物质组成,结构,构造上的异同有哪些? - ?
幸薇赛斯: 变质岩.简单地说就是地下岩石经历高温或高压之后,成分和结构发生改变,形成的新岩石就叫变质岩.如大家比较熟悉的大理岩,就是由石灰岩转变而来的一种典型的变质岩. 变质岩是怎么样形成的:在自然界中,我们可以见到积雪在自身重...
邳州市13846344753: 岩浆岩有哪些结构和构造 - ?
幸薇赛斯: 岩浆岩又称火成岩,是由岩浆喷出地表或侵入地壳冷却凝固所形成的岩石,有明显的矿物晶体颗粒或气孔,约占地壳总体积的65%.岩浆是在地壳深处或上地幔产生的高温炽热、粘稠、含有挥发分的硅酸盐熔融体.是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体.岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程,称为岩浆作用.岩石结构:是指岩石的组成部分的结晶程度、颗粒大小、自形程度及其相互间的关系. 结晶程度 是指岩石中结晶物质和非结晶玻璃质的含量比例.岩浆岩的结构分为三大类: A、全晶质结构:岩石全部由结晶矿物组成. B、半晶质结构:岩石由结晶物质和玻璃质两部分组成. C、玻璃质结构:岩石全部由玻璃质组成.