(成都理工大學 四川 成都 610059)
地球與太陽系其他行星相比最顯著的區別就是具有陸殼,而對作為陸殼重要組成的花崗巖進行研究就顯得非常重要。組成花崗巖的礦物類型簡單,但是對花崗巖成因以及分類等仍存在很大的爭議,這也是花崗巖有非常多種分類的主要原因。其中A型、I型、S型和M型這四種是花崗巖主流的分類方法,本文主要針對A型花崗巖相關內容進行闡述。
Loiselle在1979年提出了A型花崗巖這個概念,其分類標準與巖漿源區無關,而是把堿性、貧水和非造山的花崗巖歸為一類,并取他們三者首字母“A”來定義此類花崗巖。Bonin對A型花崗巖的含義進行了深入研究并對“A”的定義在原有的基礎上擴充了鋁質和模棱兩可這兩種類型。Eby根據A型花崗巖的產出環境,將其分為A1非造山和A2后造山這兩個亞類。
長期把A型花崗巖和環狀雜巖體的含義混為一談,但實際上有些雜巖體不屬于A型花崗巖。A型花崗巖這一概念的提出不是根據巖相學標志,而是根據地球化學的特點。Creaser認為“A型花崗巖”這一分類方案與其他花崗巖分類在本質上存在明顯差別,并堅持摒棄該術語。Eby指出A型花崗巖這一分類有存在的必要性,因為其劃分依據是基于巖石化學特征。在我國,為了方便各項地質工作的進行,袁忠信主張用“堿性花崗巖”而不用“A型花崗巖”,但堿性花崗巖這一術語也存在很大爭議。A型花崗巖的相關問題仍存在很大異議,基于其在研究地球動力學的非凡意義,仍是地質學家們關注的焦點。
A型花崗巖在巖石化學上表現出明顯的特征,主量元素表現出富硅、堿貧鈣的特點,而微量元素具有選擇性富集的特點。Whalen針對A型花崗巖的巖石化學特征研究,通過大量的數據發現在上A型花崗巖與M、I、S型花崗巖Ga/Al值存在明顯差異,其特征表現為Ga/Al值得高于其他類型花崗巖。A型花崗巖REE的含量較其他類型的花崗巖明顯偏高,REE配分模式具有典型的燕式分布的特征,且LREEH和HREE具有明顯的分餾特征,同時表現出Eu的高度負異常。A型花崗巖中的Rb、Th、Nb、Ta、Zr等高場強元素以及F元素含量較其他類型花崗巖偏高,而對于Sr、Ba、Cr、Co、Ni、V等元素則表現含量相對較低。
Colilns運用巖石化學的方法對A型花崗巖的溶體進行研究其本質,并結合實驗巖石學的方法來論證巖漿化學成分和成巖階段的各種條件對A型花崗巖元素組成的影響,并得出A型花崗巖的元素組成是源區性質、巖漿理化條件、絡合作用等因素共同作用的結果。
對于A型花崗巖的研究,區分與其他類型花崗巖是一個備受關注的問題,但由于A型花崗巖與其他類型花崗巖分類標準不同,會存在一些意見上的分歧。例如I型和S型這兩種花崗巖是根據物質源區進行分類,I型指的就是成巖物質來自于巖漿巖,而S型則是指成巖物質來自于沉積巖,并且自然界存在這兩種類型之間過渡的花崗巖類型。而A型花崗巖的分類與成巖物質來源無關,主要依據是花崗巖巖石化學特征,A型花崗巖鉀的含量較其他類型花崗巖明顯偏高,具有富鉀的特征,且鉀元素限制著其他元素的含量。要明顯區分花崗巖富鉀與鉀質花崗巖這兩個不同的概念,花崗巖富鉀指的是花崗巖鉀的含量高,而鉀質花崗巖則指的是花崗巖Na2O/K2O小于1,A型花崗巖的判別與鉀的含量密切相關,與鈉的含量無直接關系。
對花崗巖K的含量受物質源區的影響最大,富鉀的花崗巖源區通常情鉀的含量也比較豐富,而源區鉀的含量很低時通常是不能形成富鉀的花崗巖。源區鉀的含量對A型花崗巖鉀的含量沒有太大影響,即使源區鉀的含量很低,形成的A型花崗巖仍是富鉀的。產于中亞造山帶花崗巖εNd的比值幾乎都為正,顯示源區是貧鉀的下地殼,但是在該造山帶上發現的A型花崗巖是富鉀的,這是一個值得關注的問題。張旗指出,A型花崗巖與其他類型花崗巖在巖石化學特征上最大的區別就是富硅貧鋁,稀土元素Eu具有負異常特征。A型花崗巖SiO2的含量是所有花崗巖類中最高的,SiO2的含量一般不低于70%,有的含量甚至超過75%。對于正長巖是否屬于A型花崗巖這一問題,由于正長巖SiO2的含量在50%左右,因此正長巖不屬于A型花崗巖。一般花崗巖中的Al2O3的含量較低時可初步認為屬于A型花崗巖。與I型、S型花崗巖類相比,A型花崗巖實質的化學特征是鐵相對于鎂的富集。
對于A型花崗巖的巖石成因,Collins提出了殘余源成因假說,即在經過第一次熔融(形成I型巖漿)之后,殘余的長英質麻粒巖再次發生熔融而成A型花崗巖。這一成因可以很好的解釋傳統A型花崗巖的高溫、貧水和富氟及富大離子親石元素特征。提出英云閃長質巖石在水不飽和條件下的部分熔融可直接產生A型花崗巖巖漿。然而Eby劃分的A1亞類具有與ORB相似的不相容元素地球化學特點,這要求另外的成因來解釋。吳才來等認為安徽茅坦的A型花崗巖是幔源巖漿經過高度分異演化的殘余巖漿形成的,姜耀輝等指出西昆侖的A2型花崗巖形成于古陸部分熔融后較強烈的分離結晶作用,魏春生等用再循環俯沖洋殼部分熔融來解釋中國東部碾子山等A型花崗巖的形成,玄武質巖漿分異成因也有報道。最近研究表明,長英質火成巖和變沉積巖在高壓下熔融也能衍生出過鋁質A型花崗巖。
綜上所述,A型花崗巖的成因會受到諸多因素的影響。構造背景不同、物質來源不同、巖漿演化過程的分異程度不同,因此A型花崗巖的成因不能用統一的成因模式來簡單解釋。
A型花崗巖幾乎囊括了除S和I型以外的各類花崗質巖石,可以出現于非造山以及造山期后兩種環境。其總體特征為高硅富堿貧鈣低鎂,REE配分曲線大多呈燕式分布,以具有顯著的負Eu異常的特征,Ga/Al值高。