A型花崗巖研究綜述

(成都理工大學　四川　成都　610059)

一、概念

距Loiselle和Wones在提出A型花崗巖的概念已經30年了，A型花崗巖相比于其最初的概念堿性(alkaline)、無水(anhydrous)和非造山(anorogenic)已經發生很大的變化，隨著地質學家對A型花崗巖的不斷研究，其概念以及判別標志相較原始定義也發生了很大的變化。如何判斷A型花崗巖，最初是以其地球化學特征為標志的，而后隨著A型花崗巖的研究不斷深入其地球化學判別特征也發生了變化，主要表現為SiO2(K2O+Na2O)，Zr等元素含量高，具有高的FeO/MgO，(K+Na)/Al，Ga/Al和K/Na比值，顯著富集高場強元素(HFSE)和稀土元素(REE，除Eu具有顯著的負Eu異常)。通常顯示出低含量的MgO、CaO以及虧損Ba、Sr、Eu、P等元素。A型花崗巖按照巖石地球化學特征判別是堿性的，所以從巖石類型上來說基本上包括了從堿性花崗巖到鉀長花崗巖，近幾年有些學者提出了鋁質A型花崗巖這一概念，這使A型花崗巖的巖石類型進一步擴大，一些堿鈣性、弱堿—準鋁質、弱過鋁質巖石類型也被包括在內。A型花崗巖主要組成礦物一般為石英、堿性長石、斜長石、少量富Fe鎂鐵質堿性暗色礦物。

二、判別

20世紀80年代以來，不少學者依據A型花崗巖的原始定義，對其地球化學特征進行了研究和總結，認為其主要特征為：①富硅，富堿，貧鈣、鎂、鋁，n(K2O+Na2O)/nAl2O3和n(FeOT)/n(MgO)比值高；②高場強元素Th、Zr、Hf、Nb、Y含量高；③大離子親石元素Rb、U含量高，而Ba、Sr含量低；④Ga相對富集，n(Ga)/n(Al)比值高(據全世界148個標準A型花崗巖統計)；⑤稀土元素含量高，是其他類型花崗巖的數倍乃至幾十倍。輕重稀土元素分餾明顯，且具較強的δEu負異常，分配模式呈右傾海鷗型分布。高的稀土元素總量和“右傾海鷗型”的稀土這是由于巖石中主要賦存稀土元素的礦物如角閃石、黑云母、霓石、磷灰石等稀土含量高，這些礦物的稀土元素配分模式與全巖相似。許多學者認為A型花崗巖中含有異常高的F含量，螢石也被看作A型花崗巖的特征副礦物，但Kinget a.l(1997)在研究澳大利亞Lachlan褶皺帶花崗巖時指出：A型花崗巖中F含量相對其它長英質花崗巖可能更低，高的F含量不能作為區分A型和I型花崗巖的標準。對于A型花崗巖中的P2O5含量而言，較之S型花崗巖具有低得多的P2O5含量，且隨巖漿的分異程度的增高而增高，同時具有相對高的Na2O含量；而較之I型花崗巖區別不大，尤其是高分異的巖漿。

三、分類

Eby(1992)將A型花崗巖分為A1和A2兩個亞類，認為Al產于非造山環境，A2是后造山的。在巖石類型上，A型花崗巖包括了從堿性花崗巖經堿長花崗巖到鉀長花崗巖以及石英正長巖、更長環斑花崗巖和紫蘇花崗巖等多種巖石類型，不僅包括了堿性巖類，還擴大到堿鈣性、弱堿準鋁、弱過鋁甚至強過鋁質巖石，幾乎囊括了除I、S型花崗巖以外的其它花崗巖類(許保良等，1998)。實際上，一部分富堿質的I和S型花崗巖也被包括進去了，如所謂的高分異I、S型花崗巖。在礦物學上，A型花崗巖主要組成礦物為石英+(富Fe)鎂鐵質暗色礦物+堿性長石±斜長石，一部分堿性花崗巖還含有霓石、霓輝石、鈉閃石、鈉鐵閃石、羥鐵云母和螢石等礦物。化學成分上，A型花崗巖富Si、Na和K，貧Ca、Mg和Al，(O+O)/值高，富Rb、Th、Nb、Ta等高場強元素，貧Ba、Cr、Ni等，REE配分曲線大多呈燕式分布，以具有顯著的負Eu異常為特征，Ga/Al值高。

四、構造背景

自Maniar(1989)提出A型花崗巖可以形成于多種不同的構造環境以來，全球興起了對A型花崗巖構造環境分類判別的研究熱潮，雖然關于A型花崗巖形成于拉張環境這一點仍保有共識，但對于屬于何種構造背景下的拉張環境，可謂眾說紛紜。后來學者根據不同的成巖環境對A型花崗巖進行了分類總結，比較有代表性的有：Eby(1990，1992)提出可分為A1(非造山)、A2(造山期后)2類A型花崗巖；許保良(1990)總結出板緣(造山晚期)、過渡(造山期后)、板內(裂谷、類裂谷)3種類型；洪大衛(1995)提出AA(非造山型)、PA(后造山型)2種類型；其中A1、AA型較接近A型花崗巖的原始含義，產生于大陸裂谷、地幔熱柱、熱點等非造山環境。A2、PA類則延伸到指示碰撞后、或后造山的拉張環境，更多的研究表明鋁質A型花崗巖多屬于此類。A型花崗巖代表的構造環境走向復雜化。構造環境的判別是建立在地球化學數據的基礎上，地球化學特征的擴大化、構造環境的復雜化，必然也使得A型花崗巖構造圖解的指示意義走向了多解性。如法國Corsica島Evisa堿性花崗巖投影于PA、AA的交界部位，難以取舍，為了解釋這一尷尬的位置，其被認為是一種板塊碰撞造山期后但尚未達到非造山拉張環境下的一種PA→AA的過渡類型(洪大衛等，1995)，這種構造環境過于依賴地球化學數據，必然導致其構造意義趨于模糊；許保良等(1998)從巖石學角度對前人各分類中涉及的巖石進行總結，指出A型花崗巖至少包括非造山和造山2種構造環境的7種巖石類型(或組合)，包括環狀雜巖體中的堿性及準堿性—準鋁質巖類、斜長巖—微紋二長巖—紫蘇花崗巖和鉀質(環斑)花崗巖類、層狀雜巖體中的酸性巖類、正長巖—花崗巖類、二長—長花崗巖類、堿長—堿性花崗巖類和堿鈣性花崗巖類，其中前4個亞類出現在非造山構造環境，后3個亞類出現在造山期后構造環境。從中總結可以看出：A型花崗巖的巖石學內容已經被擴大到很廣的范圍，能符合相關構造圖解的巖石，不論其本意如何均可劃分為A型花崗巖，這也進一步說明了A型花崗巖已逐步成為地球化學巖類的一種。

五、成因

實驗研究表明，A型花崗巖可能是在低壓下形成的。Patino Douce(1997)的實驗在壓力為0.8GPa時，殘留相為單斜輝石，脫水熔融形成的花崗巖類似A型花崗巖的特征;而在更低的壓力下(<0.4GPa)，殘留相為斜長石+斜方輝石時，形成的花崗巖更具有A型花崗巖的典型特征。在地殼深熔作用中，花崗巖的Ca含量與部分熔融的壓力有一定的關系，在含水高壓條件下，富鉀變泥質巖的部分熔融可形成高CaO的熔體。而在低壓缺水條件下，形成低CaO熔體通常認為，A型花崗巖形成于地殼減薄環境，出現在碰撞后(造山后)和板內構造背景。