岩浆岩的共生组合及其形成大地构造环境

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1、岩浆岩岩石学西北大学地质系赖绍聪2005年4月第十三章岩浆岩的共生组合及其形成大地构造环境1.概述●二十世纪初期，岩石学家开始注意到不同类型的火成岩具有显著的地域分布规律。●A.哈克提出大西洋和太平洋岩域(Province)的概念●冯.沃尔夫根据大陆玄武岩分布，增加了北极岩套(ArcticSuite)的概念●1921年尼格里根据含钾岩流，又提出了地中海岩套的概念。然而，这些单纯的地理性区域概念尚未明确地涉及构造背景。●二十世纪六十年代，随着板块学说的建立，岩浆成因和火成岩成分变化规律被赋予了全新的地

2、质构造含义。不同火成岩岩石系列与全球构造的关系，也即火成岩组合在不同地区重复出现，成分变化和分布规律与构造背景的关系引起了地学界的广泛重视。●目前，人们已经识别出地球上有三种主要的岩浆系列。即拉斑玄武质、钙碱质及碱质系列，每个系列都由侵位于地壳中或喷出于其上的一组紧密相关的岩浆岩石组合组成。当用板块构造理论考虑问题时，人们进一步认识到这三种岩浆系列以及火成岩石的共生组合有着完全不同的分布特点。●Ringwood(1969)提出了按板块构造环境分类岩浆的意见，以及岩浆产生与板块构造相互关系的示意图(图

3、1)。●Dikinson(1971)首次提出了“岩石构造组合”(Petrotectonicassembleges)的概念。●Condie(1976)按照板块构造模式将岩石构造组合的概念系统化，讨论了其成因，并提出了生成环境可分为板块边缘和板块内部两大类，多数岩浆都是在板块边缘生成的。它们可以进一步细分为汇聚边缘，离散边缘，边缘盆地，大洋盆地，裂谷系，克拉通和碰撞带等不同环境及其相应的岩石构造组合(表1)。●80年代以来，把火成岩岩石学与大地构造学密切结合的研究有了更大的发展，人们系统地总结了不同的岩

4、浆系列以及板内，边缘盆地，岛孤等各种构造环境的岩浆作用、火成岩组合以及岩浆成因机制，从而使得火成岩大地构造学作为一门新的地质学科日趋完善。1、板内岩浆活动1.1大陆克拉通区●在大陆克拉通地区火成岩并不十分发育。大陆克拉通区发现的火成岩大多呈小型的侵入杂岩体、岩墙、岩床、火山颈、岩管或(少数情况下)呈小的火山区出现。●火成岩成分变化比洋壳区要复杂得多。●一般认为，大陆克拉通火成岩可能与某种板内拉张性构造环境有关，但事实上很多地区尚不能认定它们与构造之间的确切关系。●有些没有明显构造痕迹的地区，岩浆活动

5、往往归因于和地下的热点或地幔上升的热柱有关。●大陆板块内火成岩主要有：金伯利岩、碱性岩(高钾岩系)、高原溢流玄武岩以及火成碳酸盐四种组合类型。●金伯利岩最集中的地区是西伯利亚和南非。●由于定位快，它们一般没有经过结晶分异作用，不能形成岩系。但南非曾有过分异金伯利岩的报导。●至今还未发现过喷发的金伯利岩，但坦桑尼亚有类似于金伯利岩的熔岩。●与金伯利岩有关的碳酸岩则常呈熔岩或凝灰岩喷出。●过去认为和金伯利岩有关的碳酸岩和蛇纹岩是后期蚀变结果，现在认为至少有一部分是由于高碱岩浆富含CO2及H2O流体的不混

6、熔分离产物。●有时由于压力变化，金伯利岩岩浆中释放出部分CO2及CaO，可以形成一套黄长玄武岩及含钙镁橄榄石的岩石，有时有黄长煌斑岩。●碳酸岩常常与碱性岩如磷霞岩、霓霞岩、霓霞钠辉岩、钛铁霞辉岩等共生，但并非所有碱性岩都伴有碳酸岩。●金伯利岩和碳酸岩多集中于裂谷附近或裂谷系中，有的在破裂的陆缘，如东非裂谷、贝加尔裂谷、阿尔丹穹曲、莱茵地堑、巴西海岸等地。●大陆区的高钾岩系很难说和什么构造环境有关(Kent等，1992)。●西澳大利亚的金云白榴岩过去归之为白榴石玄武岩或金伯利岩一类。●东非裂谷西部的高

7、碱岩系是高钾熔岩最集中地区，岩石包括暗橄白榴岩、白橄黄长岩、局部也有碳酸岩熔岩和凝灰岩。●意大利罗曼省和西班牙南部的高钾岩系在构造位置上属于聚敛板块边缘，位于本尼奥夫带上。●在东非裂谷通过肯尼亚穹隆地带，早中新世开始有大的中心式喷发，喷发产物有霞石岩、暗霞石岩熔岩、火山碎屑岩加少量碧玄岩、玄武岩、响岩和粗面岩。●大陆上的高原玄武岩或洪流玄武岩属拉斑玄武岩系，有的含有大量流纹岩夹层(如印度德干)。●高原玄武岩与构造的关系看来并不一律●南非卡罗、印度德干可能与显生宙板块分离有关，也可能和热柱活动有关。●

8、最老的基维诺玄武岩的构造背景至今还无法弄清。●新近的研究结果表明，在全球范围内尽管各地质历史时期都有大陆板内岩浆活动，但大部分岩浆活动发生在元古代、中、新生代三个时期。●为什么大陆板内岩浆活动主要集中在中元古代和中、新生代呢?●根据杜乐天(1990)提出的幔汁说和国外学者提出的地幔热流体说认为，幔汁或地幔热流体是全球地质运动的总根源。●在地球演化历史中，幔汁或热流体既有聚积期又有发散期，即具有聚积和发散交替出现的规律。●当幔汁或地幔热流体缓慢聚积时拉张性岩浆作用就很少