關(guān)于花崗巖研究中的幾個(gè)重要問(wèn)題

關(guān)于花崗巖研究中的幾個(gè)重要問(wèn)題

花崗巖是地球地殼的重要組成部分，也是地球與其他星帶的重要標(biāo)志。盡管花崗巖的組成礦物較其他類(lèi)型巖石簡(jiǎn)單,但關(guān)于花崗巖形成與演化的一系列問(wèn)題一直存在激烈的爭(zhēng)論,這就是著名的“granitesandgranites”(有各種各樣的花崗巖)(Read,1948)的由來(lái)。隨著近年來(lái)大陸動(dòng)力學(xué)研究的開(kāi)展,花崗巖問(wèn)題成為新一輪地球科學(xué)研究的熱點(diǎn)與重點(diǎn)。新的野外觀察和高質(zhì)量分析資料的獲得,使人們較以前對(duì)花崗巖的認(rèn)識(shí)有了很大進(jìn)步,但仍存在很多亟待解決的問(wèn)題。本文主要結(jié)合近年來(lái)我國(guó)花崗巖研究的情況,對(duì)當(dāng)前花崗巖研究中的若干問(wèn)題進(jìn)行討論。但由于受作者知識(shí)積累和學(xué)術(shù)水平的限制,有些問(wèn)題的討論很不深刻,甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤,請(qǐng)讀者指正。1我國(guó)地質(zhì)構(gòu)造分區(qū)的劃分與成礦時(shí)代的關(guān)系上世紀(jì)80年代是花崗巖分類(lèi)研究的鼎盛時(shí)期,國(guó)內(nèi)外學(xué)者從不同側(cè)面提出了近20種花崗巖的成因分類(lèi)方案。通過(guò)20年的研究,這些方案中的大部分已不再被有關(guān)研究者所采納和應(yīng)用。相比之下,以巖漿源區(qū)性質(zhì)區(qū)分的I(infracrustal或igneous)、S(supracrustal或sedimentary)型花崗巖分類(lèi)被大多數(shù)學(xué)者所接受。加上目前經(jīng)常討論的A(alkaline,anorogenic和anhydrous)型和較為少見(jiàn)的M(mantle-derived)型,MISA(即M、I、S和A型)是目前最常用的花崗巖成因分類(lèi)方案。但從它們的原始英文定義可以看出,這些分類(lèi)的參照系是不同的。另一個(gè)有別于上述成因分類(lèi)的是根據(jù)花崗巖化學(xué)成分而確定的準(zhǔn)鋁(metaluminous)、過(guò)鋁(peraluminous)和過(guò)堿性(peralkaline)的成分分類(lèi)。由于花崗巖通常具有較高的SiO2含量,一般巖漿巖中的拉斑、鈣堿性和堿性系列的劃分在花崗巖研究中并不經(jīng)常被采用,即便是Frostetal.(2001)最近根據(jù)鐵鎂相對(duì)含量而提出的分類(lèi)也不被大多數(shù)研究者所青睞。到目前為止,已有大量的文獻(xiàn)論述I、S和A型花崗巖的區(qū)別及成因機(jī)制。我們對(duì)此不必作更多的論述,只是強(qiáng)調(diào),角閃石、堇青石和堿性暗色礦物是判斷上述三大類(lèi)型花崗巖的重要礦物學(xué)標(biāo)志,而白云母和石榴石并不是鑒定S型花崗巖的有效標(biāo)志(Miller,1985)。同時(shí),很多人經(jīng)常運(yùn)用的Sr-Nd同位素等指標(biāo)實(shí)際上與I、S和A型花崗巖的分類(lèi)無(wú)關(guān),因?yàn)檫@些同位素比值更多地反映的是巖漿源區(qū)的時(shí)代及其同位素演化特征。但需要指出的是,無(wú)論是Ⅰ型、S型或者是A型,當(dāng)它們經(jīng)歷高度分異結(jié)晶作用之后,其礦物組成和化學(xué)成分都趨近于低共結(jié)的花崗巖,從而使得上述三類(lèi)型的鑒定出現(xiàn)困難,甚至不可能。首先是Ⅰ和S型的劃分,早期研究提出以含鋁指數(shù)[Al2O3/(CaO+Na20+K2O)摩爾分?jǐn)?shù)比]1.1作為兩者的分界(ChappellandWhite,1974,1992),這一指標(biāo)雖然適用于未經(jīng)強(qiáng)烈結(jié)晶分異的花崗巖(圖1左),但明顯在高分異的花崗巖判別中失效(圖1右)。根據(jù)近年來(lái)的研究(ChappellandWhite,1992),P2O5、Th、Ba、Rb等元素可能是判斷上述兩類(lèi)花崗巖的較為可靠的標(biāo)志,但最可靠的還是尋找與高分異花崗巖相關(guān)的偏鎂鐵質(zhì)的巖石,因?yàn)樗鼈冚^多地保留了原始的礦物學(xué)和地球化學(xué)特征,在分類(lèi)上比較容易進(jìn)行?；◢弾r分類(lèi)的第二個(gè)問(wèn)題是最近鑒定出的高分異型具有稀土元素四分組效應(yīng)(Tetradeffect)花崗巖的成因類(lèi)型判定。實(shí)際上,該類(lèi)型花崗巖首先是在我國(guó)華南地區(qū)發(fā)現(xiàn)的(MasudaandAkagi,1989),它經(jīng)常與區(qū)內(nèi)大規(guī)模成礦作用關(guān)系密切。根據(jù)目前我們掌握的資料,我國(guó)東北地區(qū)有兩類(lèi)此種花崗巖出現(xiàn)(圖2)。其一是以含堿性暗色礦物為特征的巴爾哲巖體(Jahnetal,2001),其巖石稀土和其它微量元素含量明顯比正?；◢弾r高出許多;第二是以含白云母和石榴石為特征的臥都河、東清和香水園子巖體(Jahnetal.,2001;Wuetal.,2004),其稀土和微量元素含量比前者低1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。按照目前A型花崗巖的判別圖解,這些巖體均屬于A型花崗巖。雖然目前對(duì)這類(lèi)花崗巖的成因還存在爭(zhēng)議(Moneckeetal.,2007),但大多認(rèn)為其與巖漿結(jié)晶晚期熔體-流體的強(qiáng)烈相互作用有關(guān)(Bau,1996;Irber,1999;Jahnetal.,2001),即在晚期結(jié)晶時(shí),元素的行為已發(fā)生了很大變化,因此對(duì)它們成因類(lèi)型的鑒定只能借助于其它標(biāo)志。巴爾哲巖體由于含有堿性暗色礦物而無(wú)疑屬于A型花崗巖,東清和香水園子巖體由于與區(qū)內(nèi)同時(shí)代I型花崗巖伴生而應(yīng)屬于I型花崗巖(Wuetal.,2004),但大興安嶺地區(qū)的臥都河巖體與周?chē)腎型花崗巖并不同時(shí),因而我們?cè)鴮⑵錃w于A型(Jahnetal.,2001),但現(xiàn)在看來(lái),我們的認(rèn)識(shí)仍需要進(jìn)一步的論證。雖然稀土元素四分組效應(yīng)花崗巖在我國(guó)分布較多,但目前的研究仍很有限。除東北外,我國(guó)華南此類(lèi)巖石大量發(fā)育,如千里山巖體。在新疆地區(qū),不少含天河石的花崗巖也都具有此種特征。由于這類(lèi)花崗巖與成礦作用關(guān)系密切,應(yīng)引起我們更多的注意。但我們強(qiáng)調(diào)的是,對(duì)此類(lèi)花崗巖成因類(lèi)型的確定是非常困難的,甚至目前還沒(méi)有可靠的方法來(lái)確定其成因類(lèi)型?；◢弾r分類(lèi)中的另一個(gè)問(wèn)題是A型花崗巖的鑒定。傳統(tǒng)上A型花崗巖是無(wú)水、堿性和非造山的(LoiselleandWones,1979),但現(xiàn)在定義已發(fā)生很大的變化(Bonin,2007)。如有時(shí)A型花崗巖并不貧水,不少A型花崗巖是過(guò)鋁質(zhì)的,且大多數(shù)A型花崗巖形成于造山后而不是非造山的環(huán)境。由于目前的研究大多贊同A型花崗巖來(lái)自于火成巖為源巖的源區(qū)(Kingetal.,1997,2001),因此有研究者認(rèn)為A型花崗巖只是I型花崗巖的一種,A型沒(méi)有繼續(xù)存在的必要(Creaseretal.,1991)。但是,考慮A型花崗巖的獨(dú)特礦物組成以及它在反映構(gòu)造背景方面的特殊意義,大多數(shù)研究者仍贊同保留這一類(lèi)型,問(wèn)題是A型花崗巖如何鑒定。在通常情況下,堿性暗色礦物,如鈉閃石-鈉鐵閃石、霓石-霓輝石、鐵橄欖石等厘定A型花崗巖的重要礦物學(xué)標(biāo)志(過(guò)堿性A型花崗巖)。但在高分異情況下(鋁質(zhì)A型花崗巖),I和S型花崗巖具有與A型花崗巖相同的礦物學(xué)與地球化學(xué)特點(diǎn),從而導(dǎo)致成因類(lèi)型判定的困難(ChappellandWhite,1992)。如果采用目前常用的1000×Ga/Al=2.6為A型花崗巖的判別標(biāo)志(Whalenetal.,1987),這些高分異花崗巖全為A型。在我國(guó)的華南,不少巖體以前認(rèn)為是S型,前幾年有研究者認(rèn)為是A型,就是一個(gè)典型的例子。由于Whalenetal.(1987)提出的判別標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)當(dāng)時(shí)有限的資料而得出的,現(xiàn)在看來(lái)有重新評(píng)介這些標(biāo)準(zhǔn)的必要。其一,如果采用1000×Ga/Al>2.6為A型花崗巖的判定標(biāo)準(zhǔn),不少高分異的I-和S-型花崗巖均落入A型花崗巖區(qū)。其二,A型花崗巖由于其富堿性質(zhì)而往往具有較高的Zr、Nb、Ce和Y含量,但如果我們以Zr>250×10“,Zr+Nb+Ce+Y>350×10-6為判別標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)分異的A型花崗巖則不屬于A型,因?yàn)锳型花崗巖如果經(jīng)歷強(qiáng)烈的結(jié)晶分異作用,其Zr含量甚至可低至100×10-6左右(Kingetal.,2001),從而表現(xiàn)出與高分異I型花崗巖相同的特點(diǎn)。因此,在無(wú)較富鎂鐵質(zhì)巖石伴生的情況下,A型花崗巖的確定非常困難。盡管如此,我們認(rèn)為Whalenetal.(1987)的指標(biāo)仍是判定A型花崗巖最有效的方法,部分國(guó)內(nèi)學(xué)者采用的其他一些判別圖解會(huì)經(jīng)常使A型花崗巖的判定擴(kuò)大化。無(wú)論A型花崗巖怎樣成因,有一點(diǎn)大家比較共認(rèn),即該類(lèi)巖石的形成溫度較高,而且部分A型花崗巖形成壓力還較低(即來(lái)源于較淺部的中上地殼),這不僅有巖石學(xué)依據(jù),也得到實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)資料的支持(Clemensetal.,1986;PatinoDouce,1997)。因此,正常的I或者S型花崗巖經(jīng)分異作用是形成不了A型花崗巖的。2溫度與巖漿結(jié)晶花崗巖研究中一個(gè)較難獲取的資料是巖漿形成時(shí)的溫壓條件。以前人們認(rèn)為,混合巖可能是花崗巖形成的初級(jí)階段,這樣通過(guò)原地-半原地和異地混合巖中原地類(lèi)型的研究便可對(duì)花崗巖漿起源的情況有所了解,但現(xiàn)在人們認(rèn)識(shí)到,混合巖在很大程度上不能代表花崗巖漿形成時(shí)的情況,或最多只能代表有限的水飽和情形下花崗巖漿的形成,因此我們目前對(duì)花崗巖漿起源溫度壓力的認(rèn)識(shí)主要是基于實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)資料。然而問(wèn)題是,花崗巖是千差萬(wàn)別的,我們不可能對(duì)所有的巖石都進(jìn)行實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)工作。因此溫壓資料的匱乏在一定程度上影響了花崗巖成因問(wèn)題的討論,我們不得不借助于其它方面的手段來(lái)獲取相關(guān)信息。首先是溫度,由于花崗巖漿大多是絕熱式上升就位的,那么巖漿在早期結(jié)晶時(shí)的溫度可以近似代表巖漿形成時(shí)的溫度。在這方面,目前有兩種辦法。其一是鋯石飽和溫度計(jì)算(WatsonandHarrison,1983),第二是鋯石的鈦溫度計(jì)(WatsonandHarrison,2005)。對(duì)于前者,其基本原理是Zr這一元素在巖漿中的含量與溫度存在相關(guān)性。Chappellel.(1998,2001,2004)發(fā)現(xiàn),澳大利亞拉克蘭地區(qū)花崗巖明顯可劃分為高溫(hightemperature)和低溫(lowtemperature)花崗巖兩類(lèi)。其中高溫花崗巖在早期由于Zr含量較低(未飽和),表現(xiàn)出隨溫度增加Zr含量增加的規(guī)律;隨著巖漿結(jié)晶作用的持續(xù)進(jìn)行,Zr含量由于達(dá)到過(guò)飽和而發(fā)生降低。而低溫花崗巖含有較多的殘留鋯石,巖漿一開(kāi)始結(jié)晶時(shí)Zr就達(dá)到了飽和,因而只表現(xiàn)為結(jié)晶過(guò)程中Zr含量降低的特點(diǎn)。很顯然,前者計(jì)算的溫度代表了巖漿的最低溫度,而后者反映的是最高溫度。對(duì)于上述這兩類(lèi)不同溫度花崗巖的成因,Chappell等人認(rèn)為可能與源區(qū)物質(zhì)成分有關(guān)系,即高溫花崗巖來(lái)源于鎂鐵質(zhì)源巖,而低溫花崗巖的源區(qū)可能是長(zhǎng)英質(zhì)的。很顯然這種解釋難以令人置信,因?yàn)槲覀儾](méi)有發(fā)現(xiàn)花崗巖的巖石類(lèi)型與溫度之間存在明顯的相關(guān)性。同樣,Milleretal.(2003)根據(jù)鋯石飽和溫度,提出熱(hot)和冷(cold)花崗巖的概念。其中前者的溫度大約在840℃左右,含源區(qū)殘留物較少,其形成可能與外來(lái)熱的加入有關(guān);而后者的溫度不超過(guò)800℃(平均為766℃),含源區(qū)殘留物較多,其形成主要與流體加入有關(guān)。很顯然,在強(qiáng)調(diào)花崗巖形成熱源的今天,上述關(guān)于花崗巖溫度的討論將為花崗巖的成因研究提供新的思路(Claiborneetal.,2006)。關(guān)于花崗巖中鋯石鈦溫度計(jì)的使用,目前還較少有資料發(fā)表(WatsonandHarrison,2005;Watsonetal.,2006)。除上述方法以外,目前采用的還有磷灰石、金紅石和長(zhǎng)石等溫度計(jì)。但磷灰石溫度計(jì)不適用于高硅的花崗巖(HarrisonandWatson,1984),長(zhǎng)石溫度計(jì)給出的溫度一般較低,而金紅石溫度計(jì)目前還較少有資料發(fā)表(Zacketal.,2004;Watsonetal.,2006)?；◢弾r中第二個(gè)重要的物理化學(xué)參數(shù)是壓力,對(duì)這一問(wèn)題的討論難度更大。我們有較好的辦法來(lái)獲得巖漿結(jié)晶時(shí)的壓力(或深度)資料(Anderson,1997),但對(duì)巖漿起源時(shí)的深度,目前所知甚少。近幾年來(lái)熱烈討論的adakite對(duì)這一問(wèn)題的解決提供了重要信息。由于花崗巖的源巖主要是中基性的巖石,它們?cè)谌廴跁r(shí)主要受石榴石、角閃石和斜長(zhǎng)石等礦物的制約。根據(jù)實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)資料(圖3),如果巖漿源區(qū)存在斜長(zhǎng)石,則表明巖漿起源的壓力較低(<lOkb或30km)。但若源區(qū)中出現(xiàn)石榴石,其形成的壓力明顯升高。特別是,如果源區(qū)中不存在角閃石,則形成的深度可能達(dá)到60～70km。但問(wèn)題是,雖然我們目前可以較有把握地確定石榴石的存在,但難以有有效的手段來(lái)判斷源區(qū)中不存在角閃石,而角閃石又是判斷源區(qū)含水量的重要礦物。在這一研究中,我國(guó)學(xué)者熊小林對(duì)TTG型巖石的微量元素分配系數(shù)進(jìn)行了大量研究,提出該巖石中Nb、Ta異常受控于金紅石,進(jìn)而推導(dǎo)出該巖石起源于50～80km的深度(Xiong,2006),為T(mén)TG巖石的成因爭(zhēng)論(Foleyetal.,2002;Rappetal.,2003)提供了重要資料。3巖漿成分變化的年代學(xué)及意義和玄武巖不同,花崗質(zhì)巖漿在很大程度上表現(xiàn)為晶粥體(Pitcher,1997),其發(fā)生分離結(jié)晶作用的可能性大為降低,因而部分學(xué)者反對(duì)花崗巖的分離結(jié)晶作用研究(Reidetal.,1993)。但野外實(shí)際觀察和室內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)有大量此類(lèi)地質(zhì)作用存在的證據(jù)(Pitcher,1997;Cobbing,2000)。因此,目前對(duì)花崗質(zhì)巖漿分離結(jié)晶作用的認(rèn)識(shí)形成兩種截然不同的觀點(diǎn)。Chappell等人在一系列文章中強(qiáng)調(diào)殘留體與熔體的分凝過(guò)程是控制花崗巖成分演化的重要機(jī)制(Chappellandwhite,1992;Chappelletal.,1987)。按照這一學(xué)術(shù)思想,我們所獲得的巖石化學(xué)成分并不代表巖漿的成分,且其中應(yīng)存在大量的源區(qū)礦物殘留。但詳細(xì)的巖相研究并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)擬應(yīng)存在的源區(qū)礦物,如高鈣斜長(zhǎng)石殘留等。因此,絕大部分花崗巖研究者并不贊成這一觀點(diǎn)(Collins,1998;Clemens,2003)。但是,最近美國(guó)學(xué)者對(duì)內(nèi)華達(dá)地區(qū)著名的Tuolumne巖套進(jìn)行了仔細(xì)的年代學(xué)研究(Colemanetal.,2004),結(jié)果發(fā)現(xiàn),該巖套中不同侵入體的鋯石U-Pb年齡變化在85～95Ma之間,并具有從外向內(nèi)年齡漸新的規(guī)律(圖4)。按照目前的實(shí)驗(yàn)?zāi)M和理論計(jì)算的結(jié)果(Pitcher,1997;Petfordetal.,2000;Glazneretal.,2004),單個(gè)侵入體從巖漿形成到鋯石U-Pb同位素體系封閉的時(shí)間不超過(guò)1Ma。因此,上述較大(約1OMa)的年齡間隔說(shuō)明這些侵入體不是同批巖漿結(jié)晶形成的,而可能是從源區(qū)上升的不同批次巖漿就位的結(jié)果。因此,該巖套不同侵入體的巖石成分變化并不是以前認(rèn)為的巖漿分離結(jié)晶作用的結(jié)果,而更可能是巖漿源區(qū)成分的反映(Colemanetal.,2004)。這一研究不僅為花崗巖的成分變化研究提供了新的思路,同時(shí)對(duì)花崗巖的侵位機(jī)制有重要的啟示作用(Zaketal.,2007),因?yàn)槟壳暗难芯堪l(fā)現(xiàn),許多花崗巖基都具有與Tuolumne巖套相似的年代學(xué)變化規(guī)律(Matzeletal.,2006)。顯然,對(duì)重要花崗巖區(qū)中的侵入體進(jìn)行詳細(xì)的多學(xué)科解剖仍是今后花崗巖研究的重要方向(Lipman,2007)。在花崗巖成分演化研究中,花崗質(zhì)巖漿是否可以發(fā)生混合作用是目前討論的另一個(gè)重要話題。Castroetal.(1991)就提出了混合(H型,hybird)花崗巖的概念,大致相當(dāng)于國(guó)內(nèi)一些學(xué)者提出的漿混花崗巖。實(shí)際上,巖漿混合作用有大量的地質(zhì)和巖石學(xué)證據(jù),其中最重要的證據(jù)是所謂的淬冷包體,它是鎂鐵質(zhì)巖漿注入長(zhǎng)英質(zhì)巖漿后由于溫度的顯著降低而發(fā)生的一種物理現(xiàn)象。另一個(gè)重要的地質(zhì)現(xiàn)象是同深成巖墻(synplutonicdyke),它是兩種不同性質(zhì)的巖漿在不同深度混合的體現(xiàn)。但是,同是這些現(xiàn)象,不同的學(xué)者有截然不同的認(rèn)識(shí)。如包體的存在既可以暗示存在巖漿混合作用,但也說(shuō)明巖漿混合是有限的,否則為何包體在后續(xù)的巖漿演化過(guò)程中仍繼續(xù)保留。真是仁者見(jiàn)仁,智者見(jiàn)智。需要指出的是,目前有大量的研究運(yùn)用Harker圖解來(lái)證明巖漿結(jié)晶分異的存在。我們認(rèn)為,Harker圖解上的線性變化趨勢(shì)是多解的。一方面,非線性的變化并不表示沒(méi)有結(jié)晶分異作用,只是分離的礦物相發(fā)生了變化;另一方面,線性的變化趨勢(shì)也可以由地殼混染、巖漿混合作用產(chǎn)生,關(guān)鍵是野外和室內(nèi)巖相學(xué)觀察需要確定所研究的巖石之間屬何種關(guān)系。另一個(gè)值得指出的問(wèn)題,一些學(xué)者運(yùn)用La-La/Sm來(lái)討論花崗巖的成因機(jī)制(分離結(jié)晶和部分熔融),如果仔細(xì)分析元素的地球化學(xué)行為,我們不難發(fā)現(xiàn),該圖解只適用于玄武巖體系(TreuilandJoron,1975;AllegreandMinster,1978),對(duì)花崗巖而言,它是失效的,因?yàn)樵谠擉w系中,稀土元素的分配主要受副礦物控制,與玄武巖體系截然不同。4造山作用晚期造山帶的垮塌和補(bǔ)救劑從有地質(zhì)學(xué)起,花崗巖的成因就被經(jīng)常討論和爭(zhēng)論。在研究的早期,由于發(fā)現(xiàn)自然界中的噴出巖以玄武巖為主,而侵入巖以花崗巖為主,人們便認(rèn)為花崗巖是由玄武巖分異而來(lái)。但后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn),與花崗巖成分相當(dāng)?shù)膰姵鰩r也相當(dāng)多見(jiàn),有些情況下,花崗巖便是噴出巖的巖漿通道或補(bǔ)給體。因此,花崗巖并不是由玄武巖分異而來(lái),只是侵入巖上方的噴出巖大多已被剝蝕而難以被觀察到,即花崗巖可以是獨(dú)立起源的,這就是巖石學(xué)中二元論的由來(lái)。后來(lái)的實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究確認(rèn),花崗巖主要是地殼來(lái)源的,即花崗巖的地殼深熔論(crustalanatexis,Wyllie,1977),這也是目前學(xué)術(shù)界討論花崗巖成因的基礎(chǔ)所在。由于花崗巖是大陸地殼的重要組成巖石,花崗巖的成因顯然與大陸的演化存在密切的聯(lián)系(DePaoloetal.,1991;Rudnick,1995)。從地球演化的理論出發(fā),地殼是從地幔中分異而來(lái)的,這一前提指示初始的大陸地殼是玄武質(zhì)成分的,但現(xiàn)今大陸地殼的成分卻是長(zhǎng)英質(zhì)的,這就要求早期形成的地殼必須發(fā)生分異而使部分鎂鐵質(zhì)的物質(zhì)再循環(huán)進(jìn)入地幔。目前對(duì)這一地球化學(xué)之謎的最佳解釋是拆沉作用(delamination)模型。當(dāng)早先形成的地殼巖石受到某種機(jī)制的影響而發(fā)生部分熔融產(chǎn)生花崗巖時(shí),其源區(qū)殘留將由于密度的增大而被拆入地幔。而在發(fā)生拆沉作用的過(guò)程中,由于深部熱的上涌,會(huì)加熱上覆的地殼,使其進(jìn)一步發(fā)生部分熔融,從而不斷使地殼向長(zhǎng)英質(zhì)方向演化。在造山帶,由于板塊匯聚作用使地殼明顯加厚,使深部地殼巖石轉(zhuǎn)變成榴輝巖,而高密度的榴輝巖由于重力不穩(wěn)定性而會(huì)發(fā)生拆沉作用。因此,造山作用晚期造山帶的垮塌或拆沉作用是目前認(rèn)為地殼發(fā)生成分變化的最重要時(shí)期,也是花崗巖形成的最重要的構(gòu)造背景(KayandKay,1991,1993;Rudnick,1995;Wuetal.,2006)。太平洋東岸有大量這方面研究的實(shí)例(Ducea,2001;Saleebyetal.,2003),我們不再詳述。在上述花崗巖形成的過(guò)程中,一個(gè)熱烈討論的話題是地幔在花崗巖形成過(guò)程中的作用問(wèn)題。我們認(rèn)為,通常情況下,地幔的部分熔融是形成不了花崗巖的。也就是說(shuō),除蛇綠巖中可出現(xiàn)少量分異的大洋斜長(zhǎng)花崗巖外,我們見(jiàn)到的花崗巖主要都是地殼來(lái)源的,幔源花崗巖極為少見(jiàn)(部分蛇綠巖中的斜長(zhǎng)花崗巖實(shí)際上也是殼源的,是輝長(zhǎng)巖脫水部分熔融形成的)。Chappell等人在提出I、S和A型等花崗巖概念時(shí),也一再?gòu)?qiáng)調(diào)花崗巖是殼源的。他們認(rèn)為花崗巖中的包體并不是地幔來(lái)源的,而是形成花崗巖的源區(qū)殘留(Chappelletd.,1987)。由于在絕大多數(shù)情況下依靠野外地質(zhì)、巖石學(xué)和元素地球化學(xué)研究難以對(duì)這一問(wèn)題提出確切的制約,人們大多希望同位素的研究能為這一問(wèn)題提供重要信息。但遺憾的是,目前所發(fā)表的結(jié)果基本都顯示花崗巖主巖和包體具有相同或相近的Sr-Nd同位素,只有少數(shù)例外才顯示兩者存在有限的差別(Holdenetal.,1987;Yangetal.,2004)。因此,Sr-Nd同位素在巖漿混合作用的鑒別上往往比較困難。然而,楊進(jìn)輝等最近通過(guò)鋯石Hf同位素為這一問(wèn)題的解決提供了新途徑(Yangetal.,2007a)。由于鋯石具有很高的Hf同位素封閉溫度,兩種巖漿發(fā)生混合時(shí)首先結(jié)晶的鋯石有可能記錄下各自的初始Hf同位素組成。如圖5所示,遼東半島的古道嶺巖體存在明顯的巖漿混合現(xiàn)象,鋯石U-Pb年齡測(cè)定也顯示混合的巖石具有相同的年齡,但它們鋯石的Hf同位素卻存在顯著的差別,反映包體和主巖是兩種不同來(lái)源的巖漿,其中包體鋯石的Hf同位素顯示其來(lái)源于相對(duì)虧損的地幔,這就證明了地幔確實(shí)參與了花崗巖漿的形成。Hawkesworth等人最近從Hf同位素角度也得出了與上類(lèi)似的結(jié)論(Kempetal.,2006,2007;Hawkesworthetal.,2006)。從我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,地幔盡管在物質(zhì)組成上對(duì)花崗巖的貢獻(xiàn)相對(duì)較小,但它所提供的熱量可能是多數(shù)花崗巖得以形成的重要因素,這也是很多研究者相信底侵作用(underplating)可能是與花崗巖成因關(guān)系極為密切的一種地質(zhì)作用過(guò)程(Bergantz,1989;PetfordandGallagher,2001;AnnenandSparks,2002)。但是,我們需要提及另外一種情況,即當(dāng)包體與花崗巖主巖具有相同的Sr-Nd同位素組成時(shí),一種可能性是包體與主巖發(fā)生了充分的同位素交換,或者它們就是同源巖漿結(jié)晶的產(chǎn)物,但另外一種可能性是鎂鐵質(zhì)的包體可能是巖石圈地幔直接來(lái)源的,而花崗巖的源巖可能是早期巖石圈地幔來(lái)源的底侵物質(zhì)。因?yàn)楹芏嗲闆r下,巖石圈地幔可以與上覆地殼具有相同的Sr-Nd同位素特征。關(guān)于這一問(wèn)題,目前有很多討論(Colemanetal.,1992,1995,1997;Sissonetal.,1996;Nevesetal.,2000;Ratajeskietal.,2001),因?yàn)檫@涉及巖石圈地幔的演化問(wèn)題。這也表明,盡管花崗巖主要是地殼來(lái)源的,但它的成因卻涉及到巖石圈的演化,而不僅僅是一個(gè)殼內(nèi)組份調(diào)整的問(wèn)題,這也是現(xiàn)在花崗巖研究非常注意鎂鐵質(zhì)巖石的原因。在對(duì)上述這一問(wèn)題的研究中,我們不能不提及Pitcher等人多年在安第斯山花崗巖工作的最后結(jié)論(Pitcheretal.,1985)。他們通過(guò)詳細(xì)的野外填圖和巖石學(xué)研究提出,花崗巖主要是通過(guò)兩階段巖漿作用而形成的。在該區(qū)活動(dòng)大陸邊緣的背景下,弧后的擴(kuò)張使地幔發(fā)生部分熔融造成巖漿底侵作用,而正是持續(xù)不斷的底侵作用又使早期的底侵物質(zhì)發(fā)生部分熔融而形成花崗巖,這對(duì)島弧和活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境下I型花崗巖的形成可能有一定的普適性。除上述討論的I型花崗巖的情況外,S型花崗巖在形成過(guò)程是否也具有地幔的貢獻(xiàn)存在較大爭(zhēng)議。從基本定義來(lái)看,S型花崗巖不僅是殼源的,而且經(jīng)歷了地表過(guò)程(ChappellandWhite,1992),但在部分地區(qū)的S型花崗巖中也可見(jiàn)到反映地幔參與的淬冷包體(Elburgetal.,1995;Waightetal.,2001)。因此,有學(xué)者認(rèn)為,S型花崗巖形成過(guò)程中也可能具有地幔物質(zhì)的貢獻(xiàn)(Clemens,2003),實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)也似乎支持這一結(jié)論(PatinoDouce,1999)。實(shí)際上,考慮典型的I和S型花崗巖的源巖之間有一系列的過(guò)渡類(lèi)型,S型花崗巖中出現(xiàn)少量相對(duì)虧損的地幔物質(zhì)參與并不奇怪,但是需要區(qū)分是直接還是間接貢獻(xiàn)。Wuetal.(2006)對(duì)江南造山帶東部新元古代皖南花崗閃長(zhǎng)巖的鋯石U-Pb定年和Hf-0同位素分析以及巖石地球化學(xué)研究揭示,弧陸碰撞帶弧源新生地殼通過(guò)造山帶拉張垮塌熔融,不僅能夠改變大陸地殼的化學(xué)成分,而且能夠形成巖石學(xué)和氧同位素上與S型而放射成因同位素上與M型相似的特殊花崗巖。因此,對(duì)花崗巖中所加入地幔物質(zhì)的演化性質(zhì)需要明確。由于地幔巖漿分異不可能直接形成長(zhǎng)英質(zhì)花崗巖,具有正εNd(t)或εHf(t)值的花崗巖基本上都是初生地殼再造的產(chǎn)物。如果設(shè)想同時(shí)期軟流圈地幔物質(zhì)分異物質(zhì)直接加入,則需要考慮特殊的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境和對(duì)應(yīng)雙峰式巖漿活動(dòng)產(chǎn)物。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),花崗巖中所包含的地幔地球化學(xué)信息很可能與新生鎂鐵質(zhì)地殼有關(guān)。下一個(gè)是A型花崗巖的成因問(wèn)題,這也是目前爭(zhēng)議最大的地方。目前提出的觀點(diǎn)各式各樣(Collinsetal.,1982;Whalenetal.,1987;Eby,1990,1992;Turneretal.,1992;LandenbergerandCollins,1996;Kingetal.,1997,2001;Bonin,2007),但歸結(jié)起來(lái)是:1)A型花崗巖是否是幔源巖漿分異而來(lái)的,2)目前提出的過(guò)堿性(peraluminous)和鋁質(zhì)(aluminous)A型花崗巖在成因上有無(wú)差別。我們不擬對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行全面的論述,但簡(jiǎn)單述說(shuō)A型花崗巖的基本特點(diǎn),以及這些特點(diǎn)對(duì)巖石成因的基本約束。首先,實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)資料和鋯石飽和溫度計(jì)算已經(jīng)證明(Clemensetal.,1986;Kingetal.,1997,2001),A型花崗巖是高溫的,這一基本的形成條件暗示該類(lèi)型巖石不可能是I型花崗巖分異而來(lái),這也是A型花崗巖可作為一種獨(dú)立成因類(lèi)型存在的原因。第二,無(wú)論是高分異還是未分異的類(lèi)型,A型花崗巖都表現(xiàn)出低Sr、Eu和富集Nb、Zr等元素的特點(diǎn),反映其源區(qū)存在斜長(zhǎng)石的殘留(形成的壓力較低),因此它也不可能是幔源巖漿分異而來(lái)(在極端情況下,幔源巖漿的強(qiáng)烈結(jié)晶分異可能會(huì)產(chǎn)生有限的低Sr、Eu的堿性巖石,但此時(shí)應(yīng)與大規(guī)模的鎂鐵質(zhì)巖石伴生),或來(lái)源于鎂鐵質(zhì)源巖的部分熔融。Weietal.(2002)對(duì)東北碾子山A型花崗巖的Nd-0同位素聯(lián)合示蹤發(fā)現(xiàn),其巖漿源區(qū)為受到高溫?zé)嵋何g變的初生地殼,因此經(jīng)歷了由淺部到深部的兩階段地殼過(guò)程。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)資料約束的最可能的A型花崗巖源區(qū)可能是長(zhǎng)英質(zhì)地殼(Creaseretal.,1991;SkjerlieandJohnston,1993a,1993b;PatinoDouce,1997),特別是該地殼巖石中含水礦物的脫水熔融。但是,在該條件下,所形成的熔體基本上都屬于鋁質(zhì)A型花崗巖,反映過(guò)堿性A型花崗巖的成因可能與鋁質(zhì)A型花崗巖有所不同。因此Kingetal.(1997)認(rèn)為,鋁質(zhì)A型花崗巖的源巖可能是長(zhǎng)英質(zhì)的,而過(guò)堿性A型花崗巖的源巖可能是鎂鐵質(zhì)的。顯然,對(duì)這一問(wèn)題,我們?nèi)孕枰嗟难芯?。但?A型花崗巖的最重要之處是,如果淺部地殼能夠發(fā)生高溫部分熔融,顯然暗示其深部存在熱異常,而這大多只會(huì)在拉張情況下出現(xiàn)。因此,A型花崗巖是判斷伸展背景的重要巖石學(xué)標(biāo)志。上世紀(jì)80年代,地球科學(xué)界有一句名言,即“Nowater,nogranite;noocean,nocontinent”(CampbellandTaylor,1983),這一表述深入地刻畫(huà)出水在花崗巖形成過(guò)程中的主導(dǎo)地位。但越來(lái)越多的證據(jù)顯示,壓力的降低或者外來(lái)熱的加入也同樣可以產(chǎn)生花崗質(zhì)巖漿,而且可能是兩種更重要的導(dǎo)致花崗巖形成的機(jī)制(Thompson,1999)。關(guān)于這一點(diǎn),我們將在下面論述。5巖石成因與構(gòu)造環(huán)境花崗巖形成的構(gòu)造環(huán)境是目前大家非常關(guān)心的問(wèn)題?；◢弾r作為特定地質(zhì)背景下的產(chǎn)物,它的巖石學(xué)、礦物學(xué)和地球化學(xué)特點(diǎn)應(yīng)該記錄下它形成時(shí)的構(gòu)造背景情況。這樣,如果我們能夠通過(guò)地表上大量出露的花崗巖獲得其形成構(gòu)造背景信息的話,那將對(duì)我們反演構(gòu)造演化歷史提供重要資料。然而,問(wèn)題并不如此簡(jiǎn)單。即使對(duì)一些已知構(gòu)造環(huán)境的花崗巖來(lái)說(shuō),其源區(qū)繼承性和熔融分異都會(huì)影響最終形成的花崗巖的物質(zhì)成分,導(dǎo)致與構(gòu)造環(huán)境之間對(duì)應(yīng)性的丟失。盡管目前我們對(duì)花崗巖構(gòu)造環(huán)境的判別有多種方法,但最經(jīng)常采用的還是巖石學(xué)和地球化學(xué)方法。對(duì)于前者,不少學(xué)者認(rèn)為一定的花崗巖類(lèi)型對(duì)應(yīng)特定的構(gòu)造背景(Pitcher,1997;Barbarin,1999),如I型花崗巖對(duì)應(yīng)于俯沖、S型花崗巖對(duì)應(yīng)于碰撞和A型花崗巖對(duì)應(yīng)于伸展的認(rèn)識(shí)。實(shí)際上這一認(rèn)識(shí)是沒(méi)有巖石學(xué)依據(jù)的,因?yàn)榛◢弾r成因類(lèi)型的劃分與構(gòu)造背景無(wú)關(guān)。如Barbarin(1999)提出含白云母的過(guò)鋁質(zhì)花崗巖為大陸碰撞成因的,但我們會(huì)在很多地區(qū)看到這種巖石是I型花崗巖經(jīng)高度分異作用而來(lái);他提出過(guò)堿性花崗巖是幔源的,也與現(xiàn)今的主流認(rèn)識(shí)相差甚遠(yuǎn)。我們認(rèn)為,如果花崗巖的成因類(lèi)型真的是與構(gòu)造背景呈簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,那花崗巖的研究倒是多么的簡(jiǎn)單和平庸!關(guān)于這一點(diǎn),我們可以舉出國(guó)內(nèi)學(xué)者熟悉的例子。如在我國(guó)的川西地區(qū),與峨眉山玄武巖噴發(fā)同時(shí)形成的花崗巖既有A型,又有I型(Zhongetal,2006),它們都是板內(nèi)成因的,其成巖機(jī)制與地幔柱構(gòu)造有關(guān),而這里發(fā)育的I型花崗巖肯定與俯沖等擠壓背景無(wú)關(guān)。當(dāng)然,這些花崗巖在物質(zhì)來(lái)源上屬于“就地取材”,從而可能繼承了源巖形成時(shí)的特征。在華南,侏羅紀(jì)I型、S型和A型花崗巖同時(shí)同地產(chǎn)出(Lietal.,2007),難道該區(qū)同時(shí)有三種構(gòu)造背景存在?還是同一種構(gòu)造啟動(dòng)機(jī)制導(dǎo)致了不同成因類(lèi)型源巖物質(zhì)的熔融?從目前的研究來(lái)看,只有A型花崗巖的形成與伸展背景相關(guān)可能是成立的,因?yàn)樵擃?lèi)型花崗巖所要求的較高溫度條件和較淺的巖漿形成深度大多只有在這一背景下才能得到滿足。在地球化學(xué)方法中,目前最為普及和被濫用的是地球化學(xué)投點(diǎn),如Pearceetal.(1984)和ManiarandPiccoli(1989)等提出的各式圖解。但需要注意的是,花崗巖的地球化學(xué)成分取決于其源巖的礦物組成和化學(xué)成分、熔融時(shí)的物理化學(xué)條件(包括溫度、壓力和揮發(fā)份)和其后巖漿的演化(如分離結(jié)晶作用、巖漿混合作用、同化混染作用等),這些因素沒(méi)有一個(gè)是構(gòu)造上的。因此,花崗巖的地球化學(xué)成份與構(gòu)造背景并不直接掛鉤,構(gòu)造背景更可能只是控制了上述巖漿過(guò)程的某些方面。但由于這種控制性并不是一一對(duì)應(yīng)的,從而導(dǎo)致花崗巖構(gòu)造環(huán)境的判別往往是多解的(Pearce,1996;Fosteretal.,1997)。因此,目前國(guó)際上已經(jīng)拋棄了花崗巖形成構(gòu)造環(huán)境的地球化學(xué)判別方法,取而代之的是各種方法的綜合運(yùn)用。例如,我們最近在遼東半島進(jìn)行的花崗巖研究中,發(fā)現(xiàn)飲馬灣山、古道嶺等眾多早白堊世(年齡在120～130Ma左右)花崗巖就位于遼南變質(zhì)核雜巖的拆離斷層中,且表現(xiàn)出早期侵入體具有明顯的同侵位變形、而晚期侵入體基本不顯示變形的特點(diǎn)(郭春麗等,2004),反映這些巖體是同伸展變形就位的,變形作用的年代學(xué)研究也支持這一認(rèn)識(shí)(Yangetal.,2007b),因而我們從地質(zhì)上證明了這些I型花崗巖是伸展背景的產(chǎn)物。在運(yùn)用綜合方法來(lái)討論花崗巖形成構(gòu)造背景時(shí),我們?cè)谟懻摶◢弾r物質(zhì)來(lái)源的同時(shí),還應(yīng)更多地考慮花崗巖形成的物理化學(xué)條件。我們已經(jīng)提及,三種條件利于巖石的熔融而形成花崗巖漿,即揮發(fā)份、降壓和升溫。揮發(fā)份的加入可導(dǎo)致巖石熔點(diǎn)的降低,這就是為何俯沖帶有較多巖漿活動(dòng)的原因。但現(xiàn)在的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn),花崗巖漿主要是水不飽和的(Thompson,1999)。因此,降壓和升溫可能是更主要的因素。在擠壓構(gòu)造過(guò)程中,巖石是升壓的,因而產(chǎn)生巖漿活動(dòng)的可能性較小。但在拉張情況下,壓力的降低非常有利于巖石的熔融;同時(shí),地殼的拉張減薄還可伴隨深部軟流圈地幔的上涌和幔源巖漿的底侵作用,從而使地殼加熱而進(jìn)一步發(fā)生部分熔融,這就是為什么后造山的伸展垮塌會(huì)產(chǎn)生大量花崗巖的重要原因(Collins,1994;CostaandRey,1995;Sylvester,1989,1998;Boninetal.,1998)。就具體的A型花崗巖而言,如果它來(lái)源于長(zhǎng)英質(zhì)地殼的部分熔融,且其源區(qū)存在斜長(zhǎng)石殘留,它形成的深度一般不會(huì)大于30km,而該類(lèi)花崗巖的高溫必然要求其形成時(shí)具有很高的地?zé)崽荻?。顯然,這種環(huán)境與拉張的構(gòu)造背景相吻合。實(shí)際上,最近幾年的工作已經(jīng)發(fā)現(xiàn),花崗巖主要是在拉張環(huán)境中形成,擠壓環(huán)境下形成的花崗巖可能非常有限。即使是在俯沖帶,花崗巖的形成多是與其上方的拉張和底侵作用有關(guān)。在當(dāng)前花崗巖與構(gòu)造背景關(guān)系的研究中,后造山(postorogenic)是一個(gè)經(jīng)常見(jiàn)及的名詞,但目前對(duì)這一術(shù)語(yǔ)的涵義存在爭(zhēng)議(Liegois,1998)。從目前的研究來(lái)看,后造山階段可形成各種類(lèi)型的花崗巖,因而單從花崗巖的角度來(lái)判斷后造山階段是極為困難的,只能依靠相關(guān)的地質(zhì)證據(jù)。但無(wú)論如何,后造山仍是造山作用的一部分,它不同于非造山(anorogenic)。如果一個(gè)造山帶結(jié)束某次造山作用而后來(lái)又被卷入到另外一次造山作用,那么后一階段所產(chǎn)生的花崗巖就不能說(shuō)是前一階段的后造山。顯然,對(duì)這一問(wèn)題的界定取決于對(duì)造山過(guò)程的理解及不同造山期次和階段的判定。6地殼原生的可能—花崗巖與大陸地殼增生花崗巖是大陸地殼的重要組成部分,是研究大陸形成時(shí)間和機(jī)制的重要對(duì)象。盡管全球尺度上的大陸地殼增生研究主要依賴特定地質(zhì)對(duì)象的Nd-Hf同位素方面的工作,但在區(qū)域尺度上,花崗巖成因研究可為大陸地殼是否存在增生提供重要信息。從定義出發(fā),大陸地殼的生長(zhǎng)是指虧損地幔物質(zhì)添加到地殼的過(guò)程。由于地幔的部分熔融產(chǎn)生的是玄武質(zhì)巖石,而花崗巖在大多數(shù)情況下并不是直接從地幔起源的。因此,從花崗巖角度來(lái)研究大陸地殼增生實(shí)際上并不是我們想象的那樣簡(jiǎn)單。一種情況,如果花崗巖是由地幔來(lái)源的玄武質(zhì)和地殼來(lái)源的長(zhǎng)英質(zhì)巖漿混合、或玄武質(zhì)巖漿經(jīng)高度結(jié)晶分異或同化混染已有的早期地殼而成,那么,我們通過(guò)花崗巖的研究,可以推算出地幔巖漿的比例,進(jìn)而對(duì)大陸地殼生長(zhǎng)情況提供制約(Zhengetal.,2007)。但在大多數(shù)情況下,花崗巖的形成是通過(guò)兩階段模式實(shí)現(xiàn)的,即地幔部分熔融形成鎂鐵質(zhì)火成巖,而該火成巖在后期再發(fā)生部分熔融便形成花崗巖。在這種情況下,花崗巖本身是地殼內(nèi)部物質(zhì)再循環(huán)的結(jié)果,花崗巖本身實(shí)際上并不能直接反映地殼的生長(zhǎng)情況。但花崗巖在此時(shí)至少有兩個(gè)用途。其一,花崗巖是大陸地殼向長(zhǎng)英質(zhì)演化的重要指示物,是地殼成分成熟度的重要標(biāo)志。特定地區(qū)花崗巖產(chǎn)出的多少在某種程度上反映了地殼演化的程度。其二,既然花崗巖的源巖是早期地幔來(lái)源的巖石,那么通過(guò)花崗巖的研究就有可能追索這一早期的巖石的起源與演化。如果我們能夠?qū)◢弾r的源巖形成時(shí)間和成因機(jī)制提供制約,那便可以通過(guò)花崗巖來(lái)研究大陸地殼的增生(Wuetal.,2006)。目前,不少學(xué)者認(rèn)為,正εNd(t)值的花崗巖就是大陸地殼增生的標(biāo)志。但實(shí)際上,問(wèn)題并不如此簡(jiǎn)單。正如前面所指出的那樣,如果該花崗巖是直接從虧損地幔起源的,那無(wú)疑是大陸地殼生長(zhǎng)的證據(jù)。但如果該花崗巖是兩階段起源的,那只是表明該花崗巖的源巖是初生的年輕地殼。在此情況下,我們需要對(duì)這一初生地殼的具體年代做出回答,因?yàn)橹挥羞@一初生地殼才代表了大陸生長(zhǎng)。如在我國(guó)北方的興蒙造山帶中,絕大部分花崗巖都具有正的εNd(t)值,但其N(xiāo)d模式年齡為新元古代-顯生宙(Jahnetal.,2000)。因此,該地區(qū)地殼生長(zhǎng)的具體時(shí)間仍需進(jìn)一步厘定,以確定地殼增生究竟是發(fā)生在新元古代、顯生宙,抑或是新元古代-顯生宙。雖然這一問(wèn)題的研究有很大的難度,但是鋯石Hf同位素示蹤有可能提供定量制約?！，F(xiàn)代研究已經(jīng)證明,大陸地殼的平均成分是長(zhǎng)英質(zhì)的(Rudnick,1995;TaylorandMcLennan,1995),而非地幢熔融的直接產(chǎn)物,反映存在一種使地殼中更富鎂鐵質(zhì)物質(zhì)返回地幔的機(jī)制。而花崗巖形成后,其殘留物肯定是較富鎂鐵的,它很可能通過(guò)拆沉等機(jī)制返回地幔。從另外一個(gè)角度來(lái)看,鎂鐵質(zhì)巖石本身在地殼深部是重力上不穩(wěn)定的,因而也是短壽命的。另外,當(dāng)鎂鐵質(zhì)巖石發(fā)生侵位時(shí),它所帶來(lái)的熱量又可使地殼發(fā)生部分熔融而形成花崗巖,這也是很多情況下花崗巖形成的同時(shí)存在地殼增生的原因。在這項(xiàng)研究中需要提及的另外一個(gè)問(wèn)題是,當(dāng)巖石圈地幔發(fā)生部分熔融,它所熔出的組份大多是早期進(jìn)入地幔的地殼物質(zhì),它對(duì)大陸地殼生長(zhǎng)來(lái)說(shuō),貢獻(xiàn)有限。因此,在當(dāng)前花崗巖與大陸地殼增生的成因中,需要正確地區(qū)分能量與物質(zhì)的貢獻(xiàn)、軟流圈地幔與巖石圈地幔的貢獻(xiàn)、新生地殼與古老地殼的貢獻(xiàn)、源區(qū)不均一性與地殼混染的貢獻(xiàn)等。7國(guó)外7年美國(guó)礦場(chǎng)研究達(dá)到國(guó)際水平中國(guó)是一個(gè)花崗巖極為發(fā)育的國(guó)家,其中華南和東北出露有大面積的花崗巖,堪稱(chēng)花崗巖的海洋。上世紀(jì)80年代,華南花崗巖的研究曾達(dá)到國(guó)際水平。在這一研究的帶動(dòng)下,近年來(lái)我國(guó)北方(包括東北和新疆)、華北、大別-秦嶺-昆侖和西藏等地區(qū)花崗巖的研究呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢(shì),但和澳大利亞Lachlan帶、歐洲的加里東-海西帶和太平洋東岸的花崗巖帶相比,我們的研究顯然要落后得多,同時(shí)也存在一些亟待解決的基本問(wèn)題。7.1關(guān)于美國(guó)燕國(guó)巖石學(xué)的研究華南是我國(guó)花崗巖研究程度最高的地區(qū)(圖6),且由于該區(qū)花崗巖與大規(guī)模金屬成礦作用關(guān)系密切而受到持續(xù)的關(guān)注與研究。最近幾年華南花崗巖研究的重要進(jìn)展主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,其一是新元古宙花崗巖的詳細(xì)時(shí)代厘定及其與Rodinia超大陸關(guān)系的研究,第二是大面積中生代花崗巖成因類(lèi)型及其對(duì)構(gòu)造環(huán)境演變響應(yīng)的再認(rèn)識(shí)。華南的新元古宙花崗巖大多以含堇青石或白云母為主要特征,屬于S型花崗巖,因而一直被認(rèn)為其形成與擠壓作用有關(guān),但詳細(xì)的巖石學(xué)和地球化學(xué)研究也已鑒定出存在一些I型花崗巖。近幾年研究的最重要成果是發(fā)現(xiàn)它們的形成時(shí)代主要集中在820～825Ma(Lietal.,2003a)。由于這一時(shí)段被認(rèn)為與Rodinia超大陸裂解有關(guān),因此暗示該區(qū)大規(guī)模的S型花崗巖可能產(chǎn)于伸展構(gòu)造背景。鋯石Hf-0同位素聯(lián)合示蹤發(fā)現(xiàn),這些S型花崗巖既有中元古代晚期-新元古代早期初生島弧地殼的再造(Wuetal.,2006),也有古元古代古老大陸弧地殼的再造(Zhengetal.,2007)。但是,目前對(duì)這一時(shí)段花崗巖的形成構(gòu)造機(jī)制存在諸多爭(zhēng)論,主要有以下三種假說(shuō):(1)地幔柱活動(dòng)產(chǎn)物(Lietal.,2003a),(2)島弧巖漿作用產(chǎn)物(Wangetal.,2006),(3)板塊-裂谷演化產(chǎn)物(Wuetal.,2006;Zhengetal.,2007)。究其實(shí)質(zhì),這種爭(zhēng)論還是花崗巖形成的構(gòu)造環(huán)境如何準(zhǔn)確判別的問(wèn)題,而解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵應(yīng)該是加強(qiáng)巖石學(xué)、沉積學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和地球化學(xué)的綜合研究。就Rodinia超大陸裂解來(lái)說(shuō),無(wú)論是地幔柱上拱引起的主動(dòng)裂谷還是巖石圈拉張引起的被動(dòng)裂谷,都沒(méi)有導(dǎo)致?lián)P子陸塊和華夏陸塊沿江南造山帶裂解開(kāi)來(lái),但是引起部分熔融的構(gòu)造機(jī)制則可能與弧陸碰撞后拉張垮塌有關(guān)。關(guān)于華南中生代花崗巖的研究,近幾年成果疊出,并獲得了一些新的認(rèn)識(shí)。例如,華南(特別是南嶺地區(qū))大面積的侏羅紀(jì)花崗巖多含有白云母或二云母而表現(xiàn)為過(guò)鋁的特點(diǎn)(孫濤,2006),因而以前多數(shù)研究都認(rèn)為它們主要是S型花崗巖。但近年來(lái)根據(jù)野外觀察和礦物學(xué)、地球化學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),它們大部分實(shí)質(zhì)上為I型(Lietal.,2007;李獻(xiàn)華等,2007),或主體為高分異I型花崗巖,真正的S型花崗巖仍是少數(shù)。第二,目前在這些大面積花崗巖中確定出不少A型花崗巖。根據(jù)年代學(xué)資料(王強(qiáng)等,2005),該區(qū)至少存在有三期A型花崗巖,即:早一中侏羅世(152～185Ma)、早白堊早期(123～137Ma)和晚白堊世(86～101Ma),前兩期還伴隨有堿性的正長(zhǎng)巖形成(Lietal.,2003b,2004)。由于A型花崗巖和正長(zhǎng)巖的形成主要與伸展構(gòu)造體制有關(guān),因而目前認(rèn)為華南在中生代時(shí)以伸展構(gòu)造體制為主,或至少說(shuō),該區(qū)存在過(guò)多期伸展事件,伸展構(gòu)造和幔源基性巖漿的底侵很可能是形成華南燕山期花崗巖的兩個(gè)最主要的動(dòng)力機(jī)制(ZhouandLi,2000)關(guān)于華南燕山期花崗巖形成的構(gòu)造背景,前人提出了許多不同的模式,概括起來(lái)主要包括:(1)與古太平洋俯沖有關(guān)的活動(dòng)大陸邊緣模式(Jahnetal.1976;Holloway1982;SewellandCampbell,1997;ZhouandLi,2000)、(2)陸-陸碰撞模式(Hsüetal.1988;1990)和(3)陸內(nèi)伸展-裂谷模式(Cilderetal.,1991,1996;Li,2000)?；顒?dòng)大陸邊緣模式雖然可以較好地解釋東南沿海白堊紀(jì)鈣堿性巖漿巖的成因,但很難解釋南嶺燕山早期寬闊的花崗巖及共生堿性系列巖石的形成;陸-陸碰撞模式缺乏必要的沉積地質(zhì)和蛇綠巖證據(jù);陸內(nèi)伸展-裂谷模式雖然可以解釋華南的盆嶺構(gòu)造和板內(nèi)巖漿活動(dòng),但仍沒(méi)有很好地說(shuō)明巖石圈伸展的機(jī)制。最近LiandLi(2007)用大洋巖石圈的水平俯沖模式來(lái)解釋華南～1300km寬的印支期造山運(yùn)動(dòng)和巖漿巖帶。Izanagi大洋板塊很可能在≈270Ma時(shí)開(kāi)始向華南俯沖引發(fā)印支期造山運(yùn)動(dòng)(Lietal.,2006);～250～240Ma時(shí)發(fā)生大洋巖石圈的水平俯沖,導(dǎo)致了同造山的逆沖推覆、變質(zhì)-變形以及巖漿作用逐漸向華南陸內(nèi)遷移;在～190Ma時(shí),水平俯沖結(jié)束,印支期造山運(yùn)動(dòng)遷移停止,下覆的大洋巖石圈板塊開(kāi)始裂解,導(dǎo)致軟流圈地幔上涌和大陸巖石圈破裂、拆離與俯沖板片后撤,從而形成了寬闊的盆嶺系統(tǒng)和陸內(nèi)花崗巖漿活動(dòng)。7.2國(guó)內(nèi)及周邊國(guó)家火山巖我國(guó)北方在地質(zhì)上屬于華北和西伯利亞所夾持的中亞造山帶,該區(qū)花崗巖極為豐富,與蒙古和俄羅斯貝加爾地區(qū)一起,它們構(gòu)成世界上最大的花崗巖區(qū)。由于這些花崗巖大多具有主要表現(xiàn)為富含放射性成因鉛、明顯低的初始鍶和高初始釹的同位素特點(diǎn),暗示區(qū)內(nèi)存在顯著的顯生宙地殼增生。對(duì)這一問(wèn)題的研究,以及與其同時(shí)開(kāi)展的國(guó)際地質(zhì)對(duì)比計(jì)劃第420項(xiàng)的實(shí)施,將我國(guó)北方花崗巖的研究推向了國(guó)際學(xué)術(shù)界(Jahnetal.,2000)。由于該區(qū)面積巨大,我們?cè)诖藘H簡(jiǎn)單介紹東北地區(qū)花崗巖的研究情況。東北地區(qū)是花崗巖的海洋,分布著大約30萬(wàn)km2的不同類(lèi)型的花崗巖(圖7),它和華南花崗巖一起,構(gòu)成我國(guó)面積最大的花崗巖分布區(qū)。上世紀(jì)90年代以前,我國(guó)地質(zhì)界一直認(rèn)為該區(qū)花崗巖主要形成于古生代。但最近幾年進(jìn)行的大量高精度同位素年齡測(cè)定發(fā)現(xiàn),該區(qū)花崗巖的主體形成于中生代(230～120Ma),只有少數(shù)巖體形成于古生代,而以前認(rèn)為的大量海西期和加里東期花崗巖其實(shí)質(zhì)大多都是中生代的侵入體。這些中生代花崗巖可進(jìn)一步劃分為晚三疊一中侏羅世(230～160Ma)和早白堊(130～120Ma)兩期,且大體具有自東向西逐漸年輕的規(guī)律。這一年代學(xué)格架的建立,為今后該區(qū)花崗巖的進(jìn)一步研究提供了重要基礎(chǔ)資料。東北花崗巖研究的第二個(gè)重要進(jìn)展是,通過(guò)巖石學(xué)、礦物學(xué)和地球化學(xué)的詳細(xì)研究,確定出這些中生代花崗巖主要為I型,并以高度分異的I型為主,少數(shù)為A型,基本不存在S型花崗巖(Wuetal.,2000,2002,2003),這與以往認(rèn)為該區(qū)存在大量S型花崗巖的認(rèn)識(shí)有很大差別,也是與我國(guó)華南花崗巖的重要區(qū)別所在。區(qū)內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)的少數(shù)幾個(gè)含有石榴石的花崗巖原被懷疑為S型花崗巖,但后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)它們均屬于具有稀土元素四分組效應(yīng)(Tetrad)的高分異花崗巖(圖2,Jahnetal.,2001;Wuetal.,2004),從而否定了原先的認(rèn)識(shí)。但例外的是,在東北最東部的饒河地區(qū),出露在那丹哈達(dá)增生地體中的饒河花崗巖由于含堇青石而被確定為S型花崗巖(程瑞玉等,2006)。盡管我們目前并沒(méi)有對(duì)全區(qū)所有的巖體均進(jìn)行仔細(xì)的研究,但我們相信其基本框架今后不會(huì)有實(shí)質(zhì)性改變。7.3晚古生代巖巖石學(xué)特征華北是我國(guó)早前寒武紀(jì)花崗質(zhì)巖漿作用研究最重要的地區(qū),受文章篇幅的限制,我們不擬對(duì)該地區(qū)太古宙花崗巖的研究情況作全面的介紹。該地塊從18億年至晚古生代屬于克拉通演化階段,基本不發(fā)育巖漿活動(dòng),但從中生代開(kāi)始,由于克拉通的破壞,該地區(qū)成為我國(guó)東部中生代巖漿作用極為強(qiáng)烈的地區(qū)。從目前有限的高精度年齡數(shù)據(jù)可以看出,華北北緣發(fā)育一定數(shù)量的晚古生代花崗巖,以前確定的部分太古宙TTG實(shí)際上也為該時(shí)期的侵入體。但該地塊最重要的特征還是中生代花崗巖極為發(fā)育(圖8)。根據(jù)內(nèi)部不同地區(qū)所獲得的年代學(xué)資料來(lái)看,其中三疊紀(jì)花崗巖出現(xiàn)在燕遼東部、遼東和膠東地區(qū);侏羅紀(jì)巖石的出露范圍與三疊紀(jì)巖石基本相當(dāng),但有向西進(jìn)一步擴(kuò)展的趨勢(shì),但在太行山還未發(fā)現(xiàn)有此期巖體;早白堊世巖體遍布全區(qū),但東西部地區(qū)的巖石類(lèi)型存在系統(tǒng)差別,主要表現(xiàn)為東部以花崗巖為主,而西部出現(xiàn)較多的鎂鐵質(zhì)和堿性巖石,反映兩者形成機(jī)制上的差別。7.4巖石u-pb年齡及形成環(huán)境大別-蘇魯造山帶是世界上規(guī)模最大的超高壓變質(zhì)帶,是研究大陸深俯沖的最佳場(chǎng)所。與這些超高壓巖石伴生的另外一套巖石便是占區(qū)內(nèi)基巖出露面積近一半的中生代花崗巖。隨著近年來(lái)超高壓變質(zhì)巖研究的進(jìn)展,對(duì)這些中生代花崗巖的時(shí)代和成因研究也取得了大量新的認(rèn)識(shí),為大陸深俯沖物質(zhì)的演化提供了重要認(rèn)識(shí)。但到目前為止,在大別和蘇魯?shù)貐^(qū)還未發(fā)現(xiàn)同碰撞成因的花崗質(zhì)巖石,有限的碰撞后花崗巖只發(fā)現(xiàn)有榮城的甲子山正長(zhǎng)巖雜巖體(Chenetal.,2003;Yangetal.,2005a),這種特征可能與俯沖的大陸地殼物質(zhì)貧水有關(guān),但為何也少發(fā)育板塊碰撞前的與大洋俯沖成因有關(guān)的花崗巖,目前仍是待解之謎。另一個(gè)至今仍使人難以理解的事實(shí)是,大別地區(qū)到目前為止仍未發(fā)現(xiàn)確切的侏羅紀(jì)花崗巖,而它兩側(cè)的華北與華南都有該時(shí)期花崗巖的大量發(fā)育?？紤]蘇魯和大別地區(qū)晚中生代花崗巖的發(fā)育特點(diǎn)幾乎完全一致(Yangetal.,2005b),我們?cè)诖藘H介紹大別地區(qū)的有關(guān)情況。首先是時(shí)代。近年來(lái)高精度鋯石U-Pb年齡測(cè)定顯示(Xueetal.,1997;Hackeretal.,1998;Bryantetal.,2004;馬昌前等,2004;Zhaoetal.,2004,2007;Huangetal.,2006;Xieetal.,2006;Xuetal.,2007),這些花崗巖(包括I和A型)主要都是在早白堊世形成的,具體的同位素年齡集中在116～142Ma的較短的時(shí)間內(nèi)。與這些花崗巖伴生的鎂鐵-超鎂鐵巖,其時(shí)代也集中在上述年齡范圍內(nèi)(Jahnetal.,1999;葛寧杰等,1999;李曙光等,1999;王江海和鄧尚賢,2002;夏群科等,2003;Zhaoetal.,2005;Wangetal.,2007),為同期巖漿作用的產(chǎn)物,甚至部分麻粒巖也是在此時(shí)間內(nèi)變質(zhì)的(侯振輝等,2005),反映這些花崗巖形成時(shí)存在強(qiáng)烈的殼幔相互作用。研究還發(fā)現(xiàn),區(qū)內(nèi)發(fā)育的中生代火山巖也具有與花崗巖一致的同位素年齡(楊祝良等,1999;王岳軍等,2002;薛懷民等,2002;劉敦一等,2002;Wangetal.,2005),而且區(qū)內(nèi)不少以前認(rèn)為的片麻巖實(shí)際上也是中生代的侵入體(Xueetal.,1997;Xuetal.,2007)。而這些來(lái)源與侵位深度不同火成巖的共生,表明當(dāng)時(shí)地殼存在快速的隆升與剝蝕(Wangetal.,2007;Xuetal.,2007)。第二是關(guān)于巖石成因。詳細(xì)的研究發(fā)現(xiàn),這些早白堊世花崗巖及相關(guān)火成巖中繼承鋯石的U-Pb年齡分別為新元古代和三疊紀(jì)(Zhaoetal.,2004,2007;Huangetal.,2006),與大別-蘇魯造山帶超高壓變質(zhì)巖原巖和變質(zhì)時(shí)間一致(Zhengetal.,2003,2004),證明三疊紀(jì)大陸俯沖加厚的下地殼在早白堊世發(fā)生熔融形成了現(xiàn)在所觀察到的花崗巖和各類(lèi)火成巖(Zhaoetal.,2004,2007;Huangetal.,2006)。這是通過(guò)U-Pb定年證明花崗巖直接源區(qū)的最好研究實(shí)例,并且得到元素和同位素地球化學(xué)資料的支持(Jahnetal.,1999;Huangetal.,2007;Zhaoetal.,2007)。第三是這些花崗巖的形成機(jī)制.由于這些花崗巖的形成時(shí)代與中國(guó)東部早白堊世大火成巖事件的時(shí)代一致(Wuetal.,2005a),反映它們不是大陸深俯沖的結(jié)果,而是受控于中國(guó)東部的晚中生代地質(zhì)演化(Zhaoetal.,2004,2007;Wuetal.,2005a)。但正是三疊紀(jì)期間造山帶的碰撞加厚,才為后來(lái)造山帶的拉張垮塌提供了可能,這從另外一個(gè)角度說(shuō)明碰撞造山帶的拉張垮塌是產(chǎn)生花崗巖的重要機(jī)制(Xieetal.,2006)。由于這些花崗巖形成時(shí),其應(yīng)力體制和方向與疊紀(jì)時(shí)相比已發(fā)生了明顯的變化,我們認(rèn)為這些花崗巖是造山后后巖漿巖,但不是大別-蘇魯三疊紀(jì)造山帶的后造山(post-orogenic)花崗巖,但是否是中國(guó)東部中生代造山帶的后造山花崗巖,可以討論。7.5西藏構(gòu)造山的巖基lakhdakraft西藏是我國(guó)花崗巖較為發(fā)育的一個(gè)重要地區(qū),盡管該區(qū)花崗巖占基巖出露的面積要小于華南和東北地區(qū),但獨(dú)特的地理位置使花崗巖成為理解青臧高原地質(zhì)演化的重要地質(zhì)標(biāo)志。上世紀(jì)80年代的中法和中英合作對(duì)這些花崗巖進(jìn)行了較深入的研究(Schareretal.,1984;Xual.,1985;Debonetal.,1986),最近幾年花崗巖方面的工作開(kāi)展得相對(duì)較少(Chungetal.,2005;莫宣學(xué)等,2005),加之野外工作的困難,使當(dāng)前西藏花崗巖的研究程度較國(guó)內(nèi)其它地區(qū)要低,但它的重要性在全國(guó)是獨(dú)一無(wú)二的。西藏的花崗巖至少有兩個(gè)獨(dú)特之處,其一是大面積展布的岡底斯巖基。從更大的空間范圍來(lái)考慮,該巖基從東南亞經(jīng)藏南而西延至拉達(dá)克(Lakhdak)和科希斯坦(Kohistan)地區(qū),延伸達(dá)3000km左右,是目前世界上延伸最長(zhǎng)的巨型花崗巖基之一。傳統(tǒng)上,該巖基由于較多發(fā)育閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖而被認(rèn)為是新特提斯詳向北在歐亞大陸下俯沖的結(jié)果(Rowley,1996),屬于活動(dòng)大陸邊緣的巖漿巖建造。但這一認(rèn)識(shí)目前已受到部分學(xué)者們的質(zhì)疑(YinandHarrison,2000),因?yàn)槟甏鷮W(xué)資料已經(jīng)發(fā)現(xiàn),該巖基中的部分花崗巖年輕于印度與歐亞板塊碰撞的時(shí)代(Chungetal.,2005)。在對(duì)該巖基的研究中,人們還逐漸認(rèn)識(shí)到其北部花崗巖的形成要早于南部的岡底斯地區(qū),因而有學(xué)者建議該巖帶北部的花崗巖可能是班公湖-怒江帶向南俯沖的結(jié)果。另一個(gè)重要進(jìn)展是發(fā)現(xiàn)該帶中存在15Ma左右的與銅礦關(guān)系密切的斑巖建造,它們?cè)诘厍蚧瘜W(xué)特征上與adakite十分相似(Chungetal.,2003;Houetal.,2004),其具體的成因機(jī)制可能與加厚地殼的熔融有關(guān)(Chungetal.,2003;Houetal.,2004),但存在一定的爭(zhēng)議(Gaoetal.,2007)。很顯然,對(duì)岡底斯巖基,目前工作的重點(diǎn)應(yīng)是理清其巖漿活動(dòng)的年代學(xué)格架,然后根據(jù)相關(guān)學(xué)科得出的關(guān)于該區(qū)地質(zhì)演化的認(rèn)識(shí),重新研究這些花崗巖的形成機(jī)制及在碰撞造山作用中所扮演的角色。西藏花崗巖的第二個(gè)特色是所謂的高喜瑪拉雅淡色花崗巖(leucogranite),它經(jīng)常與藏南的變質(zhì)核雜巖相伴生,其形成時(shí)代大約集中在10～20Ma左右(MurphyandHarrison,1999;SearleandGodin,2003;Zhangetal.,2004;LeeandWhitehouse,2007)。由于這些花崗巖含有白云母而表現(xiàn)為強(qiáng)過(guò)鋁性質(zhì),因而大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為它應(yīng)該是印度和歐亞大陸碰撞擠壓的產(chǎn)物。但實(shí)際上,這些花崗巖形成時(shí)正是藏南拆離系和南北向伸展構(gòu)造發(fā)育的時(shí)候,是青藏高原在早期加厚后垮塌的結(jié)果(LeFort,1996),因此,本文作者更傾向于認(rèn)為,這些花崗巖的形成可能與伸展背景有關(guān)。8我國(guó)的火山巖研究中國(guó)是一個(gè)花崗巖分布廣泛的大國(guó),但并不是花崗巖研究的強(qiáng)國(guó),如何使我國(guó)的花崗巖研究盡快在國(guó)際學(xué)術(shù)舞臺(tái)上占有一席之地是每一個(gè)花崗巖研究工作者都在考慮的問(wèn)題。顯然,從目前的研究基礎(chǔ)和學(xué)術(shù)積累出發(fā),中國(guó)東部中生代花崗巖的研究無(wú)疑是當(dāng)前我國(guó)花崗巖研究的重點(diǎn)。我們無(wú)意在此對(duì)我國(guó)東部中生代花崗巖研究的各個(gè)方面進(jìn)行全面的回顧與展望,但從基礎(chǔ)研究角度提出以下幾點(diǎn)作為今后工作的重點(diǎn)方向。8.1晚白堊世巖漿活動(dòng)的年代學(xué)特征傳統(tǒng)上,我國(guó)東部中生代花崗巖主體活動(dòng)的時(shí)代被稱(chēng)之為燕山期,并被較多地劃分為燕山早期和晚期。對(duì)目前發(fā)表的高精度年代學(xué)資料進(jìn)行歸納后發(fā)現(xiàn)(圖9,Wuetal.,2005a,2005b),這些花崗巖可明顯地劃分為兩大階段。早期花崗巖漿活動(dòng)主要發(fā)生在早一中侏羅世,可稱(chēng)之為燕山早期;而晚期花崗巖主要發(fā)育在早白堊世,應(yīng)為燕山晚期。值得注意的是,以前認(rèn)為的晚侏羅一早白堊世巖漿活動(dòng)峰期實(shí)際上花崗巖漿活動(dòng)較弱,只是長(zhǎng)江中下游一帶此期花崗巖較為發(fā)育。一個(gè)亟待解決的問(wèn)題是,東北、華北和華南地區(qū)上述兩階段的中生代花崗巖在年代上是否完全可以對(duì)比。目前的資料對(duì)比發(fā)現(xiàn),東北地區(qū)東部張廣才嶺地區(qū)的花崗巖主體形成于燕山早期,并具有自東而西逐漸年輕的變化趨勢(shì),而西部大興安嶺地區(qū)的花崗巖主要形成于燕山晚期(圖8)。在華北,燕山早期花崗巖主要分布在膠遼半島,其年代學(xué)變化規(guī)律與華北類(lèi)似,但燕山晚期花崗巖在全區(qū)均有展布(圖7)。在華南,燕山早期花崗巖主要分布在南嶺地區(qū),而晚期花崗巖主要分布在東南沿海,顯示自西向東逐漸年輕的趨勢(shì),但長(zhǎng)江中下游一帶的早白堊世花崗巖卻沿江向內(nèi)陸延伸較長(zhǎng)的距離,顯示華南地區(qū)中生代花崗巖的時(shí)空分布與東北和華北地區(qū)有所不同(圖6)。但由于目前積累的資料仍然有限,上述花崗巖時(shí)空展布上的不同是否是真實(shí)情況的體現(xiàn)仍需要進(jìn)一步的年代學(xué)工作,而這是進(jìn)行大區(qū)域?qū)Ρ妊芯康幕A(chǔ)。8.2我國(guó)巖石學(xué)和地質(zhì)背景中的nd同位素正如前面已經(jīng)論述過(guò)的,花崗巖主要是殼源的,由于東北、華北和華南地區(qū)早期地殼生長(zhǎng)的情況有所差異,上述不同地區(qū)花崗巖的源巖或成因類(lèi)型肯定有所不同。僅就東北和華南對(duì)比來(lái)看,華南中生代花崗巖顯示較多強(qiáng)過(guò)鋁的特點(diǎn),但這些花崗巖是否就是S型顯然仍需要細(xì)致的研究,因?yàn)楹芏嘁郧罢J(rèn)定的S型花崗巖實(shí)際上是高分異型的,而它們周?chē)膸r石大多含角閃石而應(yīng)為I型(Lietal.,2007)。在東北地區(qū),花崗巖的主體盡管也為強(qiáng)分異型,但與其相關(guān)的巖石主要屬I(mǎi)型(Wuetal.,