分析不同類(lèi)型侵位機(jī)制與巖體形態(tài)和內(nèi)部組成的關(guān)系

1、分析不同類(lèi)型侵位機(jī)制與巖體形態(tài)和內(nèi)部組成的尖系?1概念的描述巖體的侵位就是通過(guò)圍巖的位移而為巖體提供占位的三維空間的過(guò)程，與侵入 有所區(qū)別，侵位一般指被動(dòng)侵入，侵入是指主動(dòng)侵入，侵位大致意思是前期地質(zhì)構(gòu) 造作用形成了侵入的通道、空間，后期巖漿侵入到已形成的場(chǎng)地。侵位機(jī)制就是開(kāi) 辟巖體占位空間的機(jī)制。侵位機(jī)制可以有許多種不同的分法：、按侵位深度分為3類(lèi):噴發(fā)機(jī)制、隱爆機(jī)制、侵入機(jī)制。分別代表地表、 淺部及較深部位的巖漿侵位機(jī)制。按巖漿的遷移距離分為：原地侵位、異地侵位。按巖漿結(jié)晶程度分為：固態(tài)侵位、亞固態(tài)侵位、熔體侵位。以上3種侵位方式的最重要的聯(lián)合侵位方式為熔體異地遷移在一定深度內(nèi)的 侵位機(jī)制

2、。包括下列幾種機(jī)制：隆起作用、底辟作用、氣球膨脹作用、頂蝕作用、 火LU口塌陷作用、帶狀熔融作用、脈狀運(yùn)移機(jī)制、涌流作用、巖墻擴(kuò)張作用。深度持晶程度-11I隕址札闊 型哩機(jī)！ 丄侵扎口釗嘉地侵位 并地程匸壇厲桂位勺態(tài)3位同態(tài)怪包怵體H地開(kāi)特在一定渓便也帛71|1 1 1 1 1隆起勸獨(dú)氣軸慮嚴(yán) 嵐胖皓狀大Lh II牀執(zhí)運(yùn)汕逹巖堆護(hù) 作用 作用件用 乍用 塀融塌陷粹機(jī)制作用 張作記珂1梆槪就機(jī)制牙類(lèi)還可根據(jù)侵位時(shí)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，分為被動(dòng)侵位、容許侵位和主動(dòng)侵位機(jī)制。書(shū)上的思路，是照圍巖的位移方式將侵位機(jī)制分為四種：圍巖向下位移、 圍巖向上位移、圍巖橫向位移和圍巖無(wú)位移。2、各類(lèi)侵位機(jī)制綜述2 1隱

3、爆章增風(fēng)于1991年將隱爆作用的全過(guò)程總結(jié)為：巖漿上升到地表淺處一巖漿冷 凝 結(jié)晶、二次沸騰、流體和氣體在巖體頂部匯集形成氣帽一產(chǎn)生震裂和水壓致裂、部分 氣液逸散降壓、巖漿中氣液進(jìn)一步析出一存在微弱的流化作用一巖體頂部氣液通道多 次愈合，多次隱爆塌陷一熱液蝕變作用一坍塌作用一區(qū)域構(gòu)造改造。上述各階段有的重復(fù)，有的貫穿全過(guò)程。總而言之，隱爆機(jī)制的本質(zhì)是超高壓導(dǎo)致相 變而發(fā)生的一種快速物理反應(yīng)。巖漿中的多相組分因密度差和粘度差而發(fā)生分 離流 動(dòng)。在隱爆發(fā)生的瞬間，巖漿中的多相組分因密度差和粘度差而發(fā)生分離流動(dòng)圍巖則在隱爆時(shí)的熱沖擊下局部碎裂并氣化、液化，從而使相尖的熱液活動(dòng)及多種成 礦作用得以進(jìn)行

4、，并由此形成相應(yīng)的隱爆角礫巖系列及礦床組合。2 2噴發(fā)噴發(fā)機(jī)制的主要控制因素是蒸氣作用及通道形狀。Wilson于1980年在對(duì)火L1I 噴發(fā)浮巖物的考察時(shí)發(fā)現(xiàn)，氣體占據(jù)的體積分?jǐn)?shù)接近77%時(shí)巖漿就破裂。在蒸氣作 用中，水蒸汽具有非常重要的作用，對(duì)大多數(shù)流紋質(zhì)、英安質(zhì)到安山質(zhì)巖漿噴發(fā)，在 達(dá)到臨界噴發(fā)之前巖漿內(nèi)部經(jīng)歷著水解作用，這些巖漿是從淺部巖漿房噴出的，具有 垂向分帶，富水巖漿位于巖漿房頂部。最近有人提出巖漿噴發(fā)過(guò)程的巖漿海綿效應(yīng)，認(rèn)為原始巖漿所富集的氣體是均勻 的，當(dāng)巖漿向地表上升時(shí)，它會(huì)發(fā)泡并轉(zhuǎn)變?yōu)楦∈?，就像海綿一樣充填著不斷產(chǎn)生并 發(fā)生相互連接的氣泡，在猛烈的噴發(fā)中最先到達(dá)地表的巖漿通

5、過(guò)致密不透氣巖石時(shí)， 高壓氣體可使巖漿爆裂開(kāi)，爆炸形成的破火山口堆積了噴發(fā)回落的碎屑物，這種多孔 巖屑環(huán)境就像砂石塞，它能讓被封閉的氣體從中逸出，就像水 從海綿中擠出一樣，降 低了巖漿的內(nèi)部壓力，使得火LU呈間隙式噴發(fā)。23巖漿原地侵位巖漿原地侵位是指巖漿在形成地不發(fā)生明顯遷移的情況下就地 冷凝成巖的作用。此類(lèi)巖體往往是由構(gòu)造重熔作用形成的。典型的原地巖石為紫蘇 花崗巖和紫蘇花崗閃長(zhǎng)巖。胡志宏和胡受奚將與斷裂活動(dòng)有直接尖系的原地一半原地花崗巖的一般特征歸 納為8個(gè)方面：在斷裂變質(zhì)帶中，花崗巖主要與各種混合巖共生或伴生，相互之間 顯示漸變過(guò)渡、局部侵入、局部過(guò)渡尖系；巖體中常有大量殘留變質(zhì)巖包體

6、或殘 留體，在部分巖體中有時(shí)成群出現(xiàn)，排列方向與混合巖、變質(zhì)巖的片理方向一致； 巖石中黑云母、斜長(zhǎng)石的含量常比典型花崗巖的含量高；巖石中廣泛發(fā)育各種 交代結(jié)構(gòu)，同種礦物出現(xiàn)的世代尖系復(fù)雜；鉀長(zhǎng)石多為中微斜長(zhǎng)石和最大微斜長(zhǎng) 石，其三斜度在090以上；在巖石化學(xué)成分上常常不具備典型花崗巖的特征： 在地球化學(xué)組成方面，這些花崗巖無(wú)論是主元素、微量元 素還是同位素均顯示對(duì)變 質(zhì)巖、混合巖成分的繼承性；在絕大多數(shù)情況下，不發(fā)育典型的熔融包裹體。氣 體包裹體的均一溫度多為400500 C。近幾年通過(guò)對(duì)斷裂帶中混合巖化、花崗巖化現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)變形作用特別 是 韌性剪切作用對(duì)花崗巖化、混合巖化的重要貢獻(xiàn)，從

7、而可以解釋許多復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn) 象。因此，區(qū)分原地一半原地巖體具有十分重要的意義。24固態(tài)侵位固態(tài)侵位是指未經(jīng)熔融的巖體，由于構(gòu)造作用從一個(gè)地方遷移到另一個(gè)地方，巖 體往往與圍巖呈斷層接觸尖系。蔡?hào)|升于1993年在研究蘇州西部城隍山一陽(yáng)巴山 石英斑巖體的侵位機(jī)制時(shí)認(rèn)為其是構(gòu)造冷侵位的結(jié)果。徐朝雷等認(rèn)為中國(guó)早前寒武紀(jì)的巖基侵入方式具有普遍的固態(tài)侵位現(xiàn)象，并以東廠復(fù)式巖席狀侵入體為例進(jìn)行了說(shuō)明。該巖體東西長(zhǎng)50 km,北部寬515 km,平面上呈之字型，產(chǎn)狀近水平，上覆金崗庫(kù)組為其頂板，南側(cè)綠片巖相一角閃巖 相的含鐵巖系為其底板，北部為較老的巖體，越往南巖體越新，SiO2含量逐漸增 高,A 120 3

8、 ,FeO+ MgO + Fe2O含量逐漸降低。顯示巖體由北向南有多次固 態(tài)侵位。 其動(dòng)力機(jī)制可能是地層受力后片理張開(kāi)為巖漿侵位提供了空間。25亞固態(tài)侵位顧名思義，亞固態(tài)侵位是指巖漿處于半固態(tài)狀態(tài)下的侵位作用。亞固態(tài)侵位 巖 體往往規(guī)模不大，呈巖脈、巖枝、巖瘤狀等。赫英于1995年將此類(lèi)作用所形成的花 崗巖稱(chēng)為滲侵花崗巖。它是在亞固相下巖漿期熔體一熔液滲侵和分館作用的產(chǎn)物。 其識(shí)別標(biāo)志以西華L1I花崗巖為例為:見(jiàn)有細(xì)晶巖脈尖滅于花崗巖中； 在中?；◢弾r頂部、邊部常有細(xì)?；◢弾r分布，并有細(xì)?；◢弾r穿入中粒花崗巖中;電子探針?lè)治鼋Y(jié)果表明中?；◢弾r礦物，特別是長(zhǎng)石類(lèi)礦物由邊部到核心成分均一；26熔體

9、遷移在地殼一定深度內(nèi)侵位(1隆起作用：這種侵位機(jī)制常在太古代地區(qū)出現(xiàn)，常形成片麻巖穹隆的構(gòu)造形 式。其作用機(jī)制為在高密度層之下的部分熔融所形成的低密度熔融體因浮力上升，并 伴隨著上覆變質(zhì)巖巖石發(fā)生變形，從而構(gòu)成穹隆構(gòu)造。這種機(jī)制形成的巖體，平面上呈圓形或橢圓形，其邊界與圍巖產(chǎn)狀一致，倆者呈協(xié)調(diào)式接觸，巖體頂面多平緩，圍巖變形不強(qiáng)。底辟作用：底辟是構(gòu)造穹隆進(jìn)一步演化的結(jié)果。底辟使穹隆側(cè)翼變陡，直 立后形成腰部，由于上覆巖石的下沉，整個(gè)底辟上升最快，刺穿覆蓋層，達(dá)到某一高 度時(shí)形成倒水滴狀。與底辟伴生的典型構(gòu)造是在圍巖中形成向斜。底辟侵位時(shí)，巖漿和圍巖均處于由巖漿浮力形成的同一應(yīng)力場(chǎng)，形成的巖體

10、產(chǎn)狀及內(nèi)部組構(gòu)往往一致，底辟侵位的巖體往往是無(wú)根的協(xié)調(diào)侵入體。根據(jù)Castro模式,許衛(wèi)等描述了安徽青陽(yáng)花崗閃長(zhǎng)巖3個(gè)階段的形成作用：水 平壓縮與巖漿浮力作用使巖漿呈強(qiáng)烈底辟式上涌，并向圍巖拓取空間，改造圍巖產(chǎn)生 熱液從而產(chǎn)生一致構(gòu)造；巖漿不斷擠壓圍巖，形成環(huán)狀向斜，與圍巖的剪切作用 使初始形成的包體拉長(zhǎng)，形成線(xiàn)理、葉理;巖漿上升減弱，膨脹作用加強(qiáng)，最終形成 環(huán)狀向斜。英格蘭RW于1992年認(rèn)為底辟作用是地殼內(nèi)使巨大的巖體搬運(yùn)相當(dāng)長(zhǎng)距離的 合理的作用。但馬洪KL等用數(shù)學(xué)模擬表明，底辟作用就其直徑來(lái)說(shuō)，只能抬升很 短的距離，這也是觀察不到花崗巖底辟根的原因。氣球膨脹作用：Ramsay于1981年

11、提出了氣球膨脹作用,其機(jī)理是上升 的花 崗巖漿開(kāi)始結(jié)晶，巖漿粘度增大，發(fā)生原地膨脹，圍巖則因巖漿擴(kuò)展而遭受熱動(dòng)力變 形作用，巖體內(nèi)部組構(gòu)也由中心向外部邊緣而增強(qiáng)。氣球膨脹有一次和多次脈動(dòng)兩 種類(lèi)型。氣球膨脹花崗巖一般具有如下特征：水平面上呈圓形或橢圓形；具同心環(huán) 帶狀構(gòu)造，中心相與邊緣相相比其成分偏酸性，形成時(shí)間晚：有平行于接觸面的面 狀組構(gòu)，邊緣更發(fā)育；圍巖中不僅具有平行于接觸面的面狀組構(gòu)，而且是純壓扁作 用的結(jié)果。1993年董樹(shù)文等在研究安徽董嶺花崗巖時(shí)發(fā)現(xiàn)底辟或氣球膨脹作用不僅使圍巖 發(fā)生變形，而且發(fā)生變質(zhì)作用，且由于熱場(chǎng)與力場(chǎng)傳遞速度的差異，圍巖的內(nèi)帶是先 變質(zhì)后變形，中帶變質(zhì)、變形同

12、時(shí)發(fā)生，外帶先變形后變質(zhì)。北京周口店的花崗閃長(zhǎng)巖體是一個(gè)典型的熱氣球膨脹式侵位的巖體，該巖體內(nèi) 部和圍巖構(gòu)造表現(xiàn)為：巖體邊緣擠壓片理明顯，產(chǎn)狀與接觸帶平行，呈環(huán)狀分 布，向中心逐漸消失，尤其在巖體西北部發(fā)育韌性剪切帶。侵入巖在巖體邊部為 高應(yīng)變結(jié)構(gòu)，石英波狀消光明顯，在西北部邊緣甚至強(qiáng)烈拉長(zhǎng)，云母強(qiáng)烈扭折， 長(zhǎng)石出現(xiàn)碎裂化，而巖體中部則具有典型的花崗結(jié)構(gòu)。頂蝕作用：戴利認(rèn)為非常熱的巖漿使冷的圍巖碎裂之后進(jìn)入巖漿而被吸收， 稱(chēng)為頂蝕作用。這種作用僅僅在不整合侵入體的邊緣帶可以辨認(rèn)出來(lái)。這種碎裂塊 呈不規(guī)則棱角狀捕虜體。過(guò)去對(duì)這種侵位機(jī)制研究得非常有限，而最近幾年由于巖 漿包體研究熱潮，巖漿頂蝕作

13、用逐漸被重視，因?yàn)橥ㄟ^(guò)對(duì)捕虜體的形態(tài)、成分等的研 究可以了解巖漿作用的全過(guò)程，尤其是地殼深部作用過(guò)程。同上述所說(shuō)，通過(guò)頂蝕作用侵位的巖體，往往切過(guò)圍巖層理的產(chǎn)狀，形成不 協(xié)調(diào)侵入體。巖體邊緣帶可見(jiàn)不規(guī)則狀、棱角狀的圍巖捕擄體。另外，如果巖漿的溫 度及圍巖的成分適當(dāng)，巖漿就可能同化捕擄體，發(fā)生同化混染作用，在侵入體中 形成外來(lái)礦物的條帶或斑點(diǎn)。火Jj口塌陷作用：安德森推斷花崗巖巖漿可能是火L1I噴發(fā)時(shí)留下的，當(dāng)巖漿 房塌陷時(shí)，殘留花崗巖巖漿沿下陷頂板上涌，這一過(guò)程被稱(chēng)為火LL1 口塌陷?；鹕娇?塌陷作用代表形成環(huán)形雜巖體的一種機(jī)制，因而又稱(chēng)環(huán)狀巖墻侵入作用。帶狀熔融作用：在帶狀熔融作用(zone

14、 m elting)過(guò)程中巖漿是呈頂部熔融、 底部固結(jié)而上升的，其上升具有階段性，巖漿成分繼承了所經(jīng)歷的圍巖成分。這一過(guò) 程在島弧區(qū)巖漿運(yùn)移與侵位中有一定意義。脈狀運(yùn)移：Petford認(rèn)為巖漿的上升和侵位受同一斷裂系統(tǒng)控制，呈巖脈狀 運(yùn)移，并以秘魯Andes的Codilleran巖基為例，結(jié)合巖基下地殼巖柱的地球物理測(cè) 量值估算了巖漿上 升及側(cè)向位移的時(shí)間。上述過(guò)程與于1991年提出的破裂巖漿系統(tǒng)相似。Cortini認(rèn)為一個(gè)巖漿系統(tǒng)似 乎可以想像它是由斷裂、脈、細(xì)脈構(gòu)成的一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，其大小可以大到補(bǔ)給脈小到 粒間薄膜，就像血管系統(tǒng)一樣。其過(guò)程是當(dāng)巖漿幵始向地表運(yùn)動(dòng)時(shí)，最小的脈會(huì)快速 凝固并同

15、時(shí)釋放出流體。如果這些流體被相鄰的一個(gè)更大的網(wǎng)絡(luò)中的巖漿所吸收， 那么殘余巖漿向地表上升就會(huì)更容易，因?yàn)楹黧w減小了巖漿的密度和粘度，因而 有助于增大巖漿的浮力，減小上升的摩擦力，這一過(guò)程會(huì)一直持續(xù)到地表。這一機(jī)制 與Meyerhoff等在1977年提出的全球脈動(dòng)構(gòu)造相似，當(dāng)時(shí)被稱(chēng)為軟流圈脈動(dòng)。涌流作用：該機(jī)制由Meyerhoff于1992年提出，他認(rèn)為大地構(gòu)造的原因 是巖石圈的壓縮，在不斷冷卻的地球中，巖石圈處于切平面上各向相等的切向壓力之 中，在大地構(gòu)造旋回中，這種壓應(yīng)力持續(xù)增長(zhǎng)直到構(gòu)造活動(dòng)發(fā)生，壓應(yīng)力強(qiáng)度的變化 使巖漿非常緩慢地以脈動(dòng)形式涌流運(yùn)移，當(dāng)壓應(yīng)力增加到足以使通道破裂的強(qiáng)度時(shí)，

16、 通道內(nèi)的物質(zhì)就向外、向上涌流。涌流通道的充填與泄空就是大地構(gòu)造的旋回。易順華等認(rèn)為熱液脈動(dòng)與巖漿涌動(dòng)僅僅通過(guò)構(gòu)造脈動(dòng)來(lái)加以解釋是不完全的， 并認(rèn)為用“間隙噴泉”理論解釋更為合理。也有人認(rèn)為用耗散結(jié)構(gòu)理論解 釋巖漿多 幕涌動(dòng)更令人信服。巖墻擴(kuò)展作用：巖墻擴(kuò)展作用是巖漿運(yùn)移的主要機(jī)制，作為花崗巖主要上 升、侵位機(jī)制的底辟模式已不能解釋許多問(wèn)題，近年來(lái)受到越來(lái)越多的質(zhì)疑。越來(lái) 越多的資料顯示花崗巖可在拉張、擠壓、剪切走滑等各種環(huán)境中上升、侵位。剪切帶 包括斷裂在內(nèi)起主要作用，尤其是韌性剪切帶起的作用最大。彭玉瓊于1995年研究認(rèn)為早白堊世鴨綠江斷裂出現(xiàn)走滑運(yùn)動(dòng)，并在它的拉 分 區(qū)形成了花崗巖巖套。

17、王宗秀于1997年研究認(rèn)為析多花崗巖是鮮水河高溫韌性平 移剪切帶左型運(yùn)動(dòng)的周期性產(chǎn)物。Speers在研究南阿巴拉契亞山脈阿勒格泥期侵入 體的生成、分離、上升和侵位時(shí)認(rèn)為，巖漿大多沿?cái)嗔褞仙?，且每次脈動(dòng)都沿同一 通道上升，形成復(fù)式巖體，巖體侵位多限于斷層或褶皺中的拉張部位或最小擠壓區(qū)， 巖漿作用與剪切帶一致。2.7主動(dòng)、被動(dòng)及中間狀態(tài)的侵位機(jī)制Hutton、Paterson和Fowler提出和厘定了巖體的被動(dòng)、主動(dòng)侵位機(jī)制，將巖 漿 的侵位機(jī)制分為被動(dòng)侵位、主動(dòng)侵位和介于二者之間的容許侵位。所謂被動(dòng)侵位是 指巖漿沿圍巖中的構(gòu)造侵入，它對(duì)圍巖不起破壞作用，且常與圍巖的產(chǎn)狀一致，無(wú) 明顯變動(dòng)。圍巖的同化作用不明顯。這種侵位方式常見(jiàn)于淺成侵入體，如江西銅廠、 湖南七寶山的小巖體既是。主動(dòng)侵位是指巖漿的侵入主要依靠其本身的上沖壓力侵 入到一定場(chǎng)所。它表現(xiàn)為巖漿對(duì)圍巖的機(jī)械破壞明顯。常形成巖體頂部的穹狀構(gòu) 造。在熱力作用的配合下，可形成一系列復(fù)雜形式的熱變流褶皺，如湖南柿竹園礦田 的褶皺軸面上的劈理，在熱動(dòng)力作用下所形成的復(fù)雜揉皺。主動(dòng)侵位的巖體中的頂 垂體和捕擄體的產(chǎn)狀常發(fā)生改變，以致與圍巖產(chǎn)狀不相一致，巖體中德同化作用也 較之被動(dòng)侵位明顯。處于中間狀態(tài)的容許侵位，則兼有二者的特點(diǎn)。巖體的侵位方 式不同，決定著巖體接觸帶構(gòu)造的某些特點(diǎn)的不同，從而 影響著礦化的分布。3、總結(jié)巖