安山巖的成因

1、二、二、 安山巖的成因安山巖的成因 安山巖成因復(fù)雜性的原因安山巖成因復(fù)雜性的原因 安山巖成因研究中所要考慮的因素安山巖成因研究中所要考慮的因素 安山巖成因的主要觀點安山巖成因的主要觀點 島弧鈣堿性安山巖形成的模式島弧鈣堿性安山巖形成的模式 第六章第六章 火成巖組合與成因火成巖組合與成因 1、安山巖成因復(fù)雜性的原因、安山巖成因復(fù)雜性的原因 一般認(rèn)為安山巖是多成因的一般認(rèn)為安山巖是多成因的： （1）與玄武巖一樣，安山巖也）與玄武巖一樣，安山巖也可以出現(xiàn)在不同的構(gòu)造環(huán)境可以出現(xiàn)在不同的構(gòu)造環(huán)境， 除俯沖帶環(huán)境外，還產(chǎn)于大洋中脊和板內(nèi)裂谷等非造山環(huán)境；除俯沖帶環(huán)境外，還產(chǎn)于大洋中脊和板內(nèi)裂谷等非造山環(huán)

2、境； （2）安山巖的）安山巖的化學(xué)成分具較大的變化范圍化學(xué)成分具較大的變化范圍。如低。如低MgO和和 高高M(jìn)gO安山巖；安山巖；AFM圖上表現(xiàn)為拉斑系列和鈣堿性系列；圖上表現(xiàn)為拉斑系列和鈣堿性系列； SiO2-K2O變異圖上具有低鉀、中鉀、高鉀類型。變異圖上具有低鉀、中鉀、高鉀類型。 （3）安山巖的）安山巖的同位素組成也有較大的變化范圍同位素組成也有較大的變化范圍，表明安，表明安 山巖的源區(qū)物質(zhì)來源有幔源、殼源或殼幔混合源之分。山巖的源區(qū)物質(zhì)來源有幔源、殼源或殼幔混合源之分。 島弧火山巖的巖石化學(xué)特征島弧火山巖的巖石化學(xué)特征 島弧地區(qū)安山巖的島弧地區(qū)安山巖的REE 和和Sr-Nd同位素特征同位

3、素特征 變化大，說明巖漿源變化大，說明巖漿源 區(qū)和巖石成因的復(fù)雜性區(qū)和巖石成因的復(fù)雜性 2、安山巖成因研究中所要考慮的因素、安山巖成因研究中所要考慮的因素 安山巖產(chǎn)出的構(gòu)造環(huán)境：安山巖產(chǎn)出的構(gòu)造環(huán)境：如分布于洋脊與裂谷環(huán)境的安山巖和如分布于洋脊與裂谷環(huán)境的安山巖和 島弧與陸緣環(huán)境的安山巖在巖石系列、組合及化學(xué)成分上存在明顯島弧與陸緣環(huán)境的安山巖在巖石系列、組合及化學(xué)成分上存在明顯 差異。差異。 洋脊與裂谷環(huán)境：洋脊與裂谷環(huán)境：為拉斑系列，以拉斑玄武巖和玄武安山巖為主，為拉斑系列，以拉斑玄武巖和玄武安山巖為主， 化學(xué)成分變化與結(jié)晶分異演化趨勢一致，同位素組成上具有幔源巖化學(xué)成分變化與結(jié)晶分異演化

4、趨勢一致，同位素組成上具有幔源巖 漿的特點漿的特點; 島弧環(huán)境：島弧環(huán)境：以鈣堿性系列為主，少量拉斑系列的安山巖。巖石組合以鈣堿性系列為主，少量拉斑系列的安山巖。巖石組合 為：鈣堿性玄武巖、安山巖及大量的英安巖和流紋巖。地球化學(xué)研為：鈣堿性玄武巖、安山巖及大量的英安巖和流紋巖。地球化學(xué)研 究顯示，它們與簡單的幔源巖漿分異趨勢不吻合究顯示，它們與簡單的幔源巖漿分異趨勢不吻合 高溫高壓熔融實驗研究結(jié)果：高溫高壓熔融實驗研究結(jié)果：地幔橄欖巖和下地殼玄武巖部分熔融地幔橄欖巖和下地殼玄武巖部分熔融 均不可能形成上述巖漿（高均不可能形成上述巖漿（高M(jìn)gO安山巖除外）安山巖除外） 3、安山巖成因的主要觀點、

5、安山巖成因的主要觀點 高高M(jìn)gO安山巖是由幔源原生巖漿形成的安山巖是由幔源原生巖漿形成的 拉斑系列的安山巖是由幔源拉斑玄武質(zhì)原生巖拉斑系列的安山巖是由幔源拉斑玄武質(zhì)原生巖 漿經(jīng)分離結(jié)晶作用形成的漿經(jīng)分離結(jié)晶作用形成的 島弧鈣堿性安山巖的形成則不能用簡單的源區(qū)島弧鈣堿性安山巖的形成則不能用簡單的源區(qū) 物質(zhì)的部分熔融或簡單的分離結(jié)晶模式來物質(zhì)的部分熔融或簡單的分離結(jié)晶模式來 解釋，而應(yīng)與島弧環(huán)境的特殊地質(zhì)背景有關(guān)。解釋，而應(yīng)與島弧環(huán)境的特殊地質(zhì)背景有關(guān)。 4、島弧鈣堿性安山巖的形成模式、島弧鈣堿性安山巖的形成模式 Island Arc Petrogenesis 1.俯沖洋殼脫水，上俯沖洋殼脫水，上

6、 升交代上覆地升交代上覆地 幔楔；幔楔； 2.俯沖洋殼到俯沖洋殼到30Km 以下，發(fā)生相以下，發(fā)生相 變：玄武巖、變：玄武巖、 輝長巖轉(zhuǎn)變成輝長巖轉(zhuǎn)變成 榴輝巖。榴輝巖。 3.地幔楔橄欖巖被交地幔楔橄欖巖被交 代形成輝石巖代形成輝石巖 4.變質(zhì)的洋殼和地幔變質(zhì)的洋殼和地幔 楔物質(zhì)部分熔楔物質(zhì)部分熔 融形成安山巖融形成安山巖 巖漿。巖漿。 角閃石脫水角閃石脫水 (A)金云母脫水金云母脫水 4、島弧鈣堿性安山巖形成的模式、島弧鈣堿性安山巖形成的模式 Island Arc Petrogenesis 三、花崗巖類巖漿的成因及其類型三、花崗巖類巖漿的成因及其類型 巖漿成因與交代成因巖漿成因與交代成因 巖

7、漿花崗巖形成的主要觀點巖漿花崗巖形成的主要觀點 花崗巖的成因類型及特征花崗巖的成因類型及特征 不同構(gòu)造背景的花崗巖質(zhì)巖石組合不同構(gòu)造背景的花崗巖質(zhì)巖石組合 第六章第六章 火成巖組合與成因火成巖組合與成因 1、巖漿成因與交代成因、巖漿成因與交代成因 巖漿成因的花崗巖類：巖漿成因的花崗巖類：由巖漿侵位冷凝形成，由巖漿侵位冷凝形成， 經(jīng)歷了從巖漿源區(qū)分凝、上升遷移到異地就位的經(jīng)歷了從巖漿源區(qū)分凝、上升遷移到異地就位的 過程過程異地花崗巖異地花崗巖 問題：大花崗巖基的空間問題？問題：大花崗巖基的空間問題？ 交代成因的花崗巖：交代成因的花崗巖：是指先存在的巖石基本是指先存在的巖石基本 上在固態(tài)的情況下由

8、交代作用轉(zhuǎn)變而成上在固態(tài)的情況下由交代作用轉(zhuǎn)變而成原地原地 花崗巖；形成機制更接近變質(zhì)作用，也稱花崗巖花崗巖；形成機制更接近變質(zhì)作用，也稱花崗巖 化作用化作用 2、巖漿花崗巖形成的主要觀點、巖漿花崗巖形成的主要觀點 結(jié)晶分異作用（結(jié)晶分異作用（Bowen，1948）：）：存在，存在， 但規(guī)模小。層狀和環(huán)狀巖體晚期分異物但規(guī)模小。層狀和環(huán)狀巖體晚期分異物 混合化作用（混合化作用（Daly，1914，1933）：）：通過同化作通過同化作 用或混合作用形成的混雜巖漿的過程。只能形用或混合作用形成的混雜巖漿的過程。只能形 成偏中性的花崗巖類巖漿，而不可能形成大型成偏中性的花崗巖類巖漿，而不可能形成大型

9、 巖基巖基 深熔作用或部分熔融作用：深熔作用或部分熔融作用：認(rèn)為花崗質(zhì)巖漿主要認(rèn)為花崗質(zhì)巖漿主要 是由中、下地殼的巖石部分熔融形成的。是由中、下地殼的巖石部分熔融形成的。 證據(jù)：證據(jù)： 證據(jù)：證據(jù)： 1）分布：）分布：大陸區(qū)和消減帶大陸一側(cè)大陸區(qū)和消減帶大陸一側(cè) 2）高級變質(zhì)區(qū)：）高級變質(zhì)區(qū)：花崗質(zhì)脈體的形成花崗質(zhì)脈體的形成 3）Q-Ab-Or體系實驗：體系實驗： 4）花崗質(zhì)巖石的元素）花崗質(zhì)巖石的元素 和同位素組成：和同位素組成：主要主要 來自于地殼，而不是來自于地殼，而不是 上地幔上地幔 3、花崗巖的成因類型及特征、花崗巖的成因類型及特征 花崗巖成因復(fù)雜的因素花崗巖成因復(fù)雜的因素 1）物質(zhì)

10、來源的多樣性：）物質(zhì)來源的多樣性： 地殼內(nèi)部的不同結(jié)構(gòu)層地殼內(nèi)部的不同結(jié)構(gòu)層 消減帶的消減洋殼和地幔楔形區(qū)消減帶的消減洋殼和地幔楔形區(qū) 2）產(chǎn)出構(gòu)造背景的多樣性：）產(chǎn)出構(gòu)造背景的多樣性： 島弧造山帶島弧造山帶 活動大陸邊緣活動大陸邊緣 大陸碰撞帶大陸碰撞帶 陸內(nèi)造山帶陸內(nèi)造山帶 大陸裂谷帶大陸裂谷帶 大洋中脊大洋中脊 花崗巖成因類型劃分的依據(jù)及類型花崗巖成因類型劃分的依據(jù)及類型 1）物質(zhì)來源）物質(zhì)來源 M型型- 地幔與地殼混合型地幔與地殼混合型 I型型-CI 地殼中未經(jīng)風(fēng)化的火成巖地殼中未經(jīng)風(fēng)化的火成巖 S型型-CS 地殼中經(jīng)過風(fēng)化的沉積巖地殼中經(jīng)過風(fēng)化的沉積巖 A型型- 地幔玄武巖漿演化、或

11、玄武巖漿地幔玄武巖漿演化、或玄武巖漿 上升后，受地殼不同程度混染上升后，受地殼不同程度混染 或虧損地殼熔融的產(chǎn)物或虧損地殼熔融的產(chǎn)物 2）構(gòu)造背景）構(gòu)造背景 造山花崗巖造山花崗巖 過渡型花崗巖過渡型花崗巖 非造山花崗巖非造山花崗巖 不同成因類型花崗巖的特征不同成因類型花崗巖的特征 Table 18-3. The S-I-A-M Classification of Granitoids TypeSiO2K2O/Na2OCa, SrA/(C+N+K)* Fe3+/Fe2+ Cr, Ni 18O 87Sr/86Sr MiscPetrogenesis M46-70%lowhighlowlowlow 9

12、 0.705Low Rb, Th, USubduction zone Low LIL and HFS or ocean-intraplate Mantle-derived I53-76%lowhigh inlow: metal-moderatelow 9 9 0.707variable LIL/HFSSubduction zone high Rb, Th, U metaluminousbiotite, cordieriteSupracrustal Als, Grt, Ilmenite sedimentary source AhighNa2Olowvarvarlowvarvarlow LIL/H

13、FSAnorogenic 77%highperalkaline high Fe/MgStable craton high Ga/AlRift zone High REE, Zr High F, Cl * molar Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)Data from White and Chappell (1983), Clarke (1992), Whalen (1985) 不同成因類型花崗巖的特征不同成因類型花崗巖的特征 基于構(gòu)造背景的花崗巖分類基于構(gòu)造背景的花崗巖分類 花崗質(zhì)巖花崗質(zhì)巖 漿產(chǎn)生的漿產(chǎn)生的 模式模式 巖漿底侵巖漿底侵 大洋大洋 島弧島弧 大大 陸陸 弧弧 大陸大陸 碰撞碰撞 帶帶 過渡型過渡型 造山后造山后 抬 升抬 升 / 崩塌崩塌 大陸大陸 裂谷裂谷 熱點熱點 洋中洋中 脊，脊， 洋島洋島 造山型造山型非造山型非造山型 （2）花崗巖形成構(gòu)造環(huán)境的主要元素判別）花崗巖形成構(gòu)造環(huán)境的主要元素判別 Maniar和和Piccoli（1989）提出的方法）提出的方法 不不 同同 成成 因因 類類 型型 花花 崗崗 巖巖 的的 特特 征征 4、不同構(gòu)造背景的花崗巖質(zhì)巖石組合、不同構(gòu)造背景的花崗巖質(zhì)巖石組合 大洋中脊斜長花崗巖大洋中脊斜長花崗巖