各类岩石成因课件.ppt

1、玄玄 武武 岩岩花花 岗岗 岩岩大陆裂谷岩浆岩组合洋中脊岩浆岩组合地幔柱岛弧岩浆岩组合岛弧岩浆岩组合大陆边缘岩浆弧大陆边缘岩浆弧深度（压力）深度（压力）干的橄榄岩干的橄榄岩含少量水的橄榄岩含少量水的橄榄岩过量水（过量水（+CO2）橄榄岩）橄榄岩15km(100km碳酸岩（低）碳酸岩（低）金伯利岩（高）金伯利岩（高）安安 山山 岩岩大陆边缘岩浆弧大陆边缘岩浆弧Tilley首次指出，造山带安山岩系列的演化趋势不同于大的层状岩体中拉斑玄武岩岩浆的分离结晶趋势，尽管它们的最终分异产物类似均为流纹岩和花斑岩或文象斑岩（granophyre），火成层状岩体拉斑玄武岩岩浆最终分异出少量花斑岩，在分异过程中的

2、一个明显的特征是，有一个强烈的富Fe趋势，这在AFM图中表现得特别清楚造山带安山岩系列不符合这个路线，亦即在AFM图解上没有富Fe趋势拉斑玄武岩的分异趋势亦不能解释造山带岩套中，中酸性岩所占比例相对大的事实1.4.11.4.1火成岩系列划分的回顾与当代含义火成岩系列划分的回顾与当代含义1.4 1.4 关于火成岩系列（关于火成岩系列（Igneous rock seriesIgneous rock series）AAMFThingmuliHawaiiTHOLEIITICSUITESBAMFCascades(general)Mt.HoodCALC-ALKALINESUITES钾玄岩系列钾玄岩系列是造

3、山带火成岩中一个重要的系列，它仍属广义的钙碱性系列，在SiOSiO2 2AlkAlk图图上，常常分布于碱性橄榄玄武岩系列区，但在AFMAFM图上图上，又常常表现为无富Fe趋势的钙碱性（CA）趋势（在AFM图解上，碱性橄榄玄武岩系列亦有一个明显的富Fe趋势），因此，钾玄岩系列处于典型的碱性玄武岩系列和典型的钙碱性系列的过渡位置1.4.5 1.4.5 ShoshoniteShoshonite和和Shoshonitic rocks/Shoshonite seriesShoshonitic rocks/Shoshonite seriesAS4050607004812SiO%2(Na O+K O)(%)

4、22AAMFThingmuliHawaiiTHOLEIITICSUITESBAMFCascades(general)Mt.HoodCALC-ALKALINESUITES岩浆混合花岗岩（含各种形岩浆混合花岗岩（含各种形状的状的MME，大致呈定向排列），大致呈定向排列）岩浆混合花岗岩（岩浆混合花岗岩（“同深成作用岩墙同深成作用岩墙”）Nowater,nogranites,nocontinents.没有水，就没有花岗岩没有水，就没有花岗岩;没有花岗岩，就没有大陆。没有花岗岩，就没有大陆。花岗岩是大陆地壳的基本组成部分，花岗岩是大陆地壳的基本组成部分，花岗岩浆作用在大陆的形成与再循花岗岩浆作用在大陆的

5、形成与再循环中扮演着十分重要的角色。研究环中扮演着十分重要的角色。研究花岗岩，实质上就是研究大陆生长花岗岩，实质上就是研究大陆生长与演化的原因、方式和机制。与演化的原因、方式和机制。地壳上部各种侵入岩的比例 大陆地壳质量大陆地壳质量2.41019t，平均厚度平均厚度40km 下地壳占下地壳占57wt%（60%长英质麻粒岩，长英质麻粒岩，40%铁镁铁镁质麻粒岩）质麻粒岩）上地壳中沉积岩：变质岩：岩浆岩为上地壳中沉积岩：变质岩：岩浆岩为1：4：4沉积岩中页岩沉积岩中页岩52%，硬砂岩，硬砂岩13%，石英砂岩，石英砂岩12%，石灰岩石灰岩22%。时间时间大陆大陆生长频率生长频率初步的工作模型：大陆生

6、长同超级大陆聚散的关系花岗岩类类型和构造环境花岗岩类类型和构造环境 Barbarin(2019)Barbarin(2019)根据花岗岩类的矿物组合，它们根据花岗岩类的矿物组合，它们的野外和岩石特性，定位特点，以及地球化学和同位素的野外和岩石特性，定位特点，以及地球化学和同位素特征，将花岗岩类划分为以下七种类型特征，将花岗岩类划分为以下七种类型:1 1含白云母过铝质花岗岩类含白云母过铝质花岗岩类(MPG)(MPG)；2 2含堇青石及富黑云母过铝质花岗岩类含堇青石及富黑云母过铝质花岗岩类(CPG)(CPG)；3 3富钾及钾长石斑状钙富钾及钾长石斑状钙-碱性花岗岩类碱性花岗岩类(KCG);(KCG)

7、;4 4含角闪石钙含角闪石钙-碱性花岗岩类碱性花岗岩类(ACG)(ACG)；5 5岛弧拉斑玄武质花岗岩类岛弧拉斑玄武质花岗岩类(ATG)(ATG)；6 6洋中脊拉斑玄武质花岗岩类洋中脊拉斑玄武质花岗岩类(RTG)(RTG)；7 7过碱性及碱性花岗岩类过碱性及碱性花岗岩类(PAG)(PAG)。花岗岩的类型和它们的来源及地球花岗岩的类型和它们的来源及地球动力学环境的关系动力学环境的关系花花岗岗岩岩类类类类型型 来来源源 地地球球动动力力学学环环境境 含白云母过铝质花岗岩类 MPG 含堇青石过铝质花岗岩类 CPG 壳源 过铝质花岗岩类 大陆碰撞 富钾钙碱性花岗岩类（高钾-低钙）KCG 转换机制 含角

8、闪石钙碱性花岗岩类（低钾-高钙）ACG 混合源（地壳+地幔）偏铝质和钙碱性 花岗岩类 俯冲作用 岛弧拉斑玄武质花岗岩类 洋中脊拉斑玄武质花岗岩类 ATG RTG 过碱性及碱性花岗岩类 PAG 幔源 拉斑玄武质钙碱性 和过碱性花岗岩类 大洋扩张或 大陆的隆起作用和裂谷作用 花岗岩类型与构造环境花岗岩类型与构造环境CPG分散在山脉核心地带分散在山脉核心地带MPG定位在横切厚地壳的横推剪切定位在横切厚地壳的横推剪切逆冲带上逆冲带上ACG，ATG定位在俯冲带上定位在俯冲带上RTG洋中脊洋中脊PAG大陆上隆和裂谷地带大陆上隆和裂谷地带KCG指示的是一个构造体制转化，而不是指示的是一个构造体制转化，而不是

9、特定构造环境从挤压碰撞体制转换成拉张体制的特定构造环境从挤压碰撞体制转换成拉张体制的过程中，与过程中，与PAG和和ACG伴生。伴生。A 大陆岩石圈的变薄和大陆岩石圈的变薄和 破裂破裂 大型裂谷作用（区域拉张）大型裂谷作用（区域拉张）陆内裂谷带陆内裂谷带碱性和过碱性花岗岩类碱性和过碱性花岗岩类(PAG)(PAG)（正长岩、花岗岩和碱性长（正长岩、花岗岩和碱性长石花岗岩）石花岗岩）B两个大洋岩石圈的离散两个大洋岩石圈的离散地壳增生地壳增生(区域拉张区域拉张)洋中脊洋中脊(蛇绿岩蛇绿岩)洋中脊拉斑玄武岩质花岗洋中脊拉斑玄武岩质花岗岩类岩类(RTG)(斜长花岗岩斜长花岗岩)花岗岩类型与威尔逊旋回发展阶

10、段关系花岗岩类型与威尔逊旋回发展阶段关系C两个大洋岩石圈的汇聚两个大洋岩石圈的汇聚俯冲作用俯冲作用(区域拉张区域拉张)火山岛弧火山岛弧钙碱性花岗岩类钙碱性花岗岩类(ACG)(闪长岩英闪岩花岗闪长岩闪长岩英闪岩花岗闪长岩岛弧拉斑玄武质花岗岩类岛弧拉斑玄武质花岗岩类)(辉长岩辉长岩-石英二长闪长岩石英二长闪长岩)D海洋和大陆岩石圈汇聚海洋和大陆岩石圈汇聚俯冲作用俯冲作用(区域拉张区域拉张)活动大陆边缘活动大陆边缘钙碱性花岗岩类钙碱性花岗岩类(KCG)(英闪岩英闪岩-花岗闪长岩富钾花岗闪长岩富钾钙碱花岗岩类钙碱花岗岩类)(二长花岗岩二长花岗岩)E两个大陆岩石圈的汇聚两个大陆岩石圈的汇聚碰撞作用碰撞作

11、用(区域挤压区域挤压)(局部拉张局部拉张)碰撞造山带碰撞造山带过铝质花岗岩类过铝质花岗岩类(MPG+CPG)(花岗闪长岩和浅色花岗岩花岗闪长岩和浅色花岗岩)富钾钙碱性花岗岩类富钾钙碱性花岗岩类(二长花岗岩二长花岗岩)F大陆岩石圈的松驰大陆岩石圈的松驰后碰撞作用的抬升后碰撞作用的抬升(区域拉张区域拉张)先前的先前的(即即E的的)碰撞带碰撞带富钾钙碱性花岗岩类富钾钙碱性花岗岩类(KCG)(二长花岗岩类二长花岗岩类)UnconformityatMaqu,nearLhasaK2sh（Shexing Formation）E(Linzizong volcanic strata）Sub-horizontal

12、strataStronglyfoldedstrata不整合面以上不整合面以上不整合面以下不整合面以下滞后弧火山岩成因模型钾质火山岩成因(1)钾质火山岩成因(2)扎布耶茶卡扎布耶茶卡东岸火山岩东岸火山岩扎扎布布耶耶茶茶卡卡白榴石斑岩白榴石斑岩藏北新生代火山岩藏北新生代火山岩TASTAS图图-北羌塘省钾质火山岩；北羌塘省钾质火山岩；-北羌塘省碱性火山岩北羌塘省碱性火山岩-中昆仑中昆仑-可可西里省；可可西里省；-西昆仑省；西昆仑省；-西羌塘省西羌塘省364044485256606468727680SiO wb%0246810121416Na2O+K2O wb%碱性亚碱性2藏北新生代火山岩北亚带藏北新

13、生代火山岩北亚带SiO2K2OSiO2K2O图图SHOSHO钾玄岩系列；钾玄岩系列；HK-CAHK-CA高钾钙碱性系列高钾钙碱性系列CACA钙碱性系列；钙碱性系列；LK-CALK-CA低钾钙碱性系列低钾钙碱性系列4-4-中昆仑中昆仑可可西里省；可可西里省；5-5-西昆仑省西昆仑省444852566064687276SiO201234567K2OSHOCALK-CAHK-CA45深度（压力）深度（压力）干的橄榄岩干的橄榄岩含少量水的橄榄岩含少量水的橄榄岩过量水（过量水（+CO2）橄榄）橄榄岩岩15km(100km碳酸岩（低）碳酸岩（低）金伯利岩（高）金伯利岩（高）实验和自然界花岗岩、正长岩组成的

14、比较实验和自然界花岗岩、正长岩组成的比较(据据DengDeng等等,2019),2019)P,GPaP,GPa最低点或光洁点的成最低点或光洁点的成分分P,GPaP,GPa部分熔融产生的熔浆部分熔融产生的熔浆自然界火成岩自然界火成岩Qz/Ab/OrQz/Ab/OrQz/Ab/OrQz/Ab/OrQz/Ab/OrQz/Ab/Or0.050.0539/30/3139/30/310.10.137/41/2237/41/22花岗岩花岗岩34/29/3734/29/370.20.235/40/2535/40/250.20.235/40/2535/40/25流纹岩流纹岩37/29/3437/29/340.4

15、0.431/46/2331/46/230.40.432/44/2432/44/240.50.527/50/2327/50/231.051.0525/51/2425/51/241.01.023/56/2123/56/211.51.519/33/48(1)19/33/48(1)正长岩正长岩1/39/601/39/602.02.017/64/1917/64/191.51.514/65/21(2)14/65/21(2)粗面岩粗面岩6/37/576/37/573.03.014/68/1814/68/182.02.09/58/33(3)9/58/33(3)火成岩成因小结火成岩成因小结 1、丰满的（fert

16、ile）二辉橄榄岩地幔局部熔融产生玄武岩岩浆，但不能产生SiO256或57%的安山岩，英安岩和流纹岩岩浆，分离玄武岩岩浆之后留下的难熔残余是难熔的二辉橄榄岩或方辉橄榄岩。2、二辉橄榄岩在含H2O条件下局部熔融产生常见的高镁安山岩（boninite，MgO16%），只有方辉橄榄岩局部熔融才能产生MgO16%的高镁安山岩。3、热的俯冲洋壳局部熔融产生高Al2O3T1,T2,Q和埃达克岩(adakite)，底侵于壳底的玄武岩的再熔融可产生低-Al2O3的T1,T2和常见的安山岩-英安岩-流纹岩。4、T1,T2或（角闪岩）经再循环达地壳深部，经再熔融可产生G1,G2 5、偏铝的HKCA I型花岗岩需要 CA和HKCA的安山质源岩局部熔融产生。6、强过铝的花岗岩需要强过铝的沉积岩源岩局部熔融，一般来说，泥质岩局熔产生含白云母的花岗岩，硬砂岩的局熔产生含堇青石的花岗岩。7、偏铝的 A型花岗岩的形成压力低（1.0Gpa），留下的残余矿物组合中有大量的OPX+Pl。8、加厚陆壳底部岩石的局部熔融将产生高压粗面岩（正长岩）类，留下榴辉岩相残余矿物组合，无或弱负Eu异常。9从岩石相平衡角度来论，玄武岩是橄榄岩的低熔组分，安山岩和T1,T2是玄武岩的低熔组分，G1，G2则是T1，T2和安山岩的低熔组分。