花崗巖類分類方案及其在造山帶地質填圖中的局限性

趙亮亮，劉 雷，吳 亮

（新疆大學地質與礦業工程學院，新疆烏魯木齊830047）

花崗巖類分類方案及其在造山帶地質填圖中的局限性

趙亮亮*，劉 雷，吳 亮

（新疆大學地質與礦業工程學院，新疆烏魯木齊830047）

花崗巖類是巖石圈的重要組成部分，在造山帶分布尤為廣泛。而花崗巖類的分類理論決定了造山帶花崗巖類區的地質填圖方法，由于花崗巖類在形成和演化過程中經歷了復雜的地質過程，必然導致了造山帶花崗巖類區填圖方法的精度和準確度。因而提出了在造山帶花崗巖類區填圖的建議，以期提高造山帶花崗巖類區地質填圖質量。

花崗巖類；造山帶；地質填圖

造山帶是地球上部由巖石圈劇烈構造變動和其物質與結構的重新組建使地殼擠壓收縮所造成的狹長強烈構造變形帶，而花崗巖類是巖石圈的重要組成部分，在造山帶分布尤為廣泛，是指示造山帶深部殼幔組成等主要信息的巖石探針，也是研究造山帶地球動力學的主要窗口和首選途徑[1]。花崗巖類區的區域地質調查和填圖是造山帶研究的基礎性工作和先行步驟，填圖質量事關造山帶研究的全局[2]。

1 花崗巖類的分類及地質填圖方法現狀

花崗巖類地質填圖與花崗巖類的分類密不可分，同時伴隨科學技術和填圖實踐不斷發展和完善。

1.1 花崗巖類常用分類方案

（1）基本分類方案。基本分類是以礦物學—巖石學為基本準則對花崗巖類進行的分類方案,以國際地科聯（IUGS）火成巖分類委員會推薦的方案[3]為代表,在具體操作中通常采用Q-A-P三角圖解和配套圖解進行巖石學分類。是以主要常見造巖礦物為對象的巖石分類定名方法,定名在野外露頭尺度觀察即可完成（有時需要借助鏡下薄片觀察）,具有標準統一,易掌握,不帶成因等分析性和推斷性分類因素,因而可用于非造山帶區和造山帶區的所有花崗巖類分類和定名[4]。

（2）I-S-M-A分類方案。這一分類方案是被眾多學者認可和使用的，最早由Chappell和White（1974）[5]在研究澳大利亞拉克蘭（Lachlan）褶皺帶早古生代花崗巖類巖石時提出，他們認為I型花崗巖的源巖為未經地表風化作用的火成巖，而S型花崗巖的源巖為經歷過地表風化作用的沉積物質；Loiselle和Wones1979年提出了A型花崗巖的概念[6]，他們認為這類花崗巖具有堿性（alkaline），貧水（anhydrous），非造山（anorogenic）的特性，由于這三個特性英文單詞的首字母均為A，所以稱之為A型花崗巖；White[7]于1977年提出了M型花崗巖的概念，認為花崗巖中還有少數部分可能直接來自地幔，是由地幔巖漿經長期分異演化的產物，稱為幔源（mantle-derived）花崗巖，即M型花崗巖。

（3）綜合性分類方案。在基本分類基礎上綜合了各派生分類方案建立的分類為綜合性分類。最新的花崗巖類綜合性分類方案由法國學者Barbarin（1997）[8]提出。這一分類方案廣泛吸收了近年來許多學者對花崗巖類的分類方案,并將花崗巖類的主要造巖礦物組合、QAP巖石類型和野外關系及重要的巖石化學、同位素特征相聯系,同時也將主要巖石類型與花崗巖的形成環境相聯系[9]。Barbarin稱這一方案不是僅僅根據化學和同位素準則,也考慮了野外關系、巖石學和礦物學準則,并對現行大多數分類做了補充,具有在野外即可區分不同花崗巖類型的優點。

1.2 花崗巖類地質填圖方法研究現狀

20世紀60～70年代，我國1∶20萬區域地質填圖，強調巖漿活動時間順序以及與圍巖接觸關系，將每一個深成巖體看作一次巖漿上侵就位的簡單巖體。填圖中，有時只將深成巖內部巖石在成分上、結構及顏色等方面的變化劃歸不同的巖相帶（邊緣相、過渡相、內部相）[10]，缺乏研究不同巖類間接觸關系，以至將一次巖漿熱事件多次涌動上侵形成的多期復式巖體，認為是一次侵入活動的簡單深成巖體[2,10-11]，對具明顯穿切關系的不同深成巖體，僅限于巖體間識別；缺乏巖體內部接觸關系的解剖及相鄰巖體間填圖標志等對比；區域地質填圖主要采用巖性—相變法，圖面僅反映了主體巖石的巖石類型和分布特征，表達內容相對簡單。20世紀80年代后，國際上流行以巖石譜系為主的填圖方法，花崗巖類的巖基解體、侵入體識別、建立單元和歸并超單元的巖石譜系填圖方法，取得重要進展。近年來《花崗巖類區1∶5萬區域地質填圖指南》的頒布，野外工作要求中已明確規定“花崗巖類要區分同源和混源巖類，研究其侵入順序，劃分并填繪不同時代、不同序列的侵入體。沿用涌動、脈動及躍動關系,充分解體侵入體。但不歸并單元、超單元，并以巖性+時代+巖漿類型的方式標注侵入體的代號。

2 巖漿混合作用導致的花崗巖類的復雜性

花崗巖類巖石學、巖石化學、地球化學特征,不僅與其源區巖石成分和部分熔融程度有關,而且也受控于從巖漿形成之后到上升侵位、冷凝成巖這一過程中所經歷的各種復雜成巖作用。其中主要有分異作用、混合作用、液態不混溶與同化混染等作用。S型花崗巖類填圖方法體系側重于同源巖漿演化與分異結晶作用,但在造山帶地區混染作用和混漿作用則是普遍存在的。因此在混漿比例很低地段宏觀巖石類型與一般S型花崗巖相似，有結構演化序列顯示,且其巖石化學、稀土與微量元素地球化學數據和投影親S型，但在幔源基性巖漿混合比例較高地區,其數據和投影又親I型，成分演化系列也有顯示。這樣,不同研究者依據不同的化學指標和投影圖解，認為該巖體有S型、I型、A型或混合型等不同認識。

不平衡礦物共生組合現象在巖漿混合花崗巖中非常普遍，如常見角閃石、單斜輝石與長英質礦物密切共生，二者間具有明顯的礦物反應邊等構造。據羅照華等研究，不平衡礦物共生現象在太行山及內蒙古一帶花崗巖中也很普遍[12]。這些現象過去常用鮑文反應原理和巖漿結晶分異作用解釋為不同世代礦物的共生，但實驗巖石學已經否定了此解釋，現在認為這種不平衡現象是非同源巖漿的混染和混漿等相互作用的結果。

除上述混漿作用外，巖漿在上升就位過程中，對巖漿流經地段的上地殼復雜組分的混染作用也不容忽視[13]。在地殼成熟度發育較低地區，許多花崗巖在上侵過程中，都要穿越地殼上部的基性—偏基性火山巖或直接就位于這些基性火山巖中，在許多花崗巖中見到這些基性巖的頂蝕體、捕擄體、混熔殘留體和巖體邊部的混合帶。如果基性火山巖等成分的混入比例很高時并且對其熔融程度也很高時，導致花崗巖類巖漿成分偏基性則是肯定的。如果僅僅依靠化學成分和相關參數判別，必然導致對該巖體屬I型或S型的爭論，掩蓋了巖漿源巖區的地殼物質組成，混淆了圍巖的混染與幔源巖漿的混漿作用。即僅僅依靠化學成分及其圖解是無法區別其成因的。

3 結論及建議

由于同源巖漿演化理論的不完善性,造山帶地殼結構及地質構造特征的復雜性、地質作用過程的多樣性,導致了形成花崗巖類源巖組分的復雜性,使得I型、S型分類在造山帶具有不確定性,因而單元—超單元填圖方法在造山帶實踐中存在較多問題和矛盾，因此提出造山帶花崗巖類區填圖建議：

（1）針對造山帶花崗巖類的填圖，應該首先做好客觀準確的巖石定名工作，再進行花崗巖類的劃分及填圖工作；

（2）對目前多種花崗巖的分類方案，要在使用前綜合考慮其提出的依據、適用的條件以及各分類方法之間的區別和聯系；

（3）在造山帶花崗巖類區地質填圖過程中，要在野外宏觀特征的基礎上，利用所取得樣品的礦物學特征、共生組合特征以及各種地球化學數據，再綜合分析其地質演化，最終確定填圖的圖面要素。

[1] 李永軍，趙仁夫，等.關于造山帶花崗巖類填圖方法的討論——以西秦嶺天水地區為例[J].華南地質與礦產，2003（1）:1-6.

[2]謝其山，李永軍，虞衛東，等.花崗巖類填圖方法評述與建議[J].新疆地質，2004（4）:357-361.

[3]邱家驤.國際地科聯火成巖分類學分委會推薦的火山巖分類簡介[J].現代地質，1991（04）.

[4] 李永軍，劉志武，付國民，等.花崗巖類I型S型分類在造山帶實踐中存在的問題——以西秦嶺地區為例[J].華南地質與礦產，2002（02）:1-7.

[5] Ajr C B A W.Two Constrating Granite Types[J].Pacific Geology.1974（8）:173-174.

[6] Loiselle Mc W D.Characteristics and Origin of Anorogenic Granites[J].Geological Society of America Bulletin.1979（11）: 468. [7] Harris N B W P J A T.Geochemical Characteristics of Collision Zone Magmatism/Coward M P,Ries A C[J].Collision Tectonics,Ged.Soc.Specai Publication,1986,19:67-81.

[8] B B.A Review of the Relationships between Granitoid Types, Their Origins and Their Geodynamic Environments[J].Lithos，1999（46）:605-626.

[9] B.Ronald Frost C G B,Al E.A Geochemical Classification for Granitic Rocks[J].Petrology，2001（42）:2033-2048.

[10] 廖瑞君，韓仲仁.關于花崗巖1∶5萬填圖中的幾個問題[J].中國區域地質，1998,17（3）:307-310.

[11]龐迎春，程順波.花崗巖分類問題研究現狀[J].資源環境與工程，2009（2）:119-122.

[12] 肖慶輝，邱瑞照，鄧晉福，等.中國花崗巖與大陸地殼生長方式初步研究[J].中國地質，2005（3）:343-352.

[13] 張旗.花崗巖混合問題:與玄武巖對比的啟示[Z].2006：377-379.

P588.12

A

1004-5716（2015）02-00106-03

2014-03-06

趙亮亮（1988-），男（漢族），河南商丘人，新疆大學地質與礦業工程學院在讀碩士研究生，研究方向：礦產普查與勘探。