(一)Maniar & Piccoli(1989)花岗岩类形成环境判别图解

1.花岗岩类形成构造环境分类及其矿物学特征(表5-20)

2.判别图解数据约定

岩相学判别图解:投图数据来自于实际矿物,①条纹长石和蠕英石分别归入碱性长石和斜长石;②游离钠长石归属为斜长石;③表5-21中的矿物只要体积百分含量达到0.01%即可。

主元素:①所有铁换算成全铁[FeO(T)];②分析结果不需要换算成100%或无水状态100%。

痕量元素:①所有数据以×10^-6为单位;②文献中的痕量元素本文均表述为0.01×10^-6文献中<0.01×10^-6者,本文均表述为(2/x)×106-,本文未列出痕量元素。

3.构造环境判别步骤(图5-25)

第一步:利用K₂O-SiO₂图解(图5-26)区别OP与其他花岗岩类。K₂O是非常活动的组分,任何构造环境中的花岗岩,如果发生强烈蚀变,其含量可以从很高到异常低。但是,OP缺乏可以识别的碱性长石。

第二步:第一族(IAG,CAG,CCG)、第二族(RRG,CEUG)和第三族(POG)花岗岩之间的区别(图5-27~图5-30)。需注意的是,POG无自己的区,它共有第一族和第二族的特征,即方框所圈定的范围内,即样品在第一族和第二族的区中均有分布;而第一族于第二族的区别则由分界线可判断。因此,一个样品的投影会有多解性,较多样品则有较好的判别效果。

表5-20 花岗岩类形成构造环境分类及其矿物学特征

注:H+=普通角闪石+辉石+橄榄石,B+=黑云母+绿帘石,M+=白云母+堇青石+石榴子石+电气石+矽线石,根据实际矿物分析;*当同时存在角闪石和黑云母时,**当同时存在白云母和黑云母时。

第三步A:用Al₂O₃/(CaO+K₂O+Na₂O)(A/CNK)比值区分CCG和IAG+CAG(图5-31),CCG的A/CNK值不小于1.05,而AIG+CAG小于1.15。如果A/CNK值介于1.05~1.15,则不能判别,因而也不能判别IAG和CAG。

第四步B:用TiO₂-SiO₂图解区别RRG和CEUG(图5-32)。RRG比CEUG含有较多的TiO₂,其间有少量重叠。

各类岩石在QAP分类图解中也有较明显的区别(图5-33)。

(二)Muller et al.(1995)钾质火成岩构造环境判别图

1)适应钾质火成岩成分范围:SiO₂41.4%~62.1%,TiO₂0.26%~5.5%,Al₂O₃7.3%~20.1%,Fe(T)4.3%~12.2%,MnO0.05%~0.2%,MgO2.8%~18.7%,CaO3.3%~16.5%,Na₂O0.7%~4.9%,K₂O0.4%~8.4%,P₂O₅0.03%~3.1%,LOI0.01%~4.9%,Mg^#0.5~0.8(Mg#计算方法请见第四章,(一)之1),0.14<K₂O/Na₂O<8.9。

2)判别流程图(图5-34)。

3)构造环境判别图(图5-35,5-36)。

(三)Pearce的火成岩判别图解

请注意:Pearce的同碰撞(Syn-COLG),按本次工作要求为后碰撞(参见图5-51)。

图5-25 构造环境判别步骤

图5-26 OP判别图解

图5-27 SiO₂-Al₂O₃判别图解

图5-28 SiO₂-FeO(T)/(FeO(T)+MgO)判别图解

图5-29 A(Al₂O₃-Na₂O-K₂O)-MgO-FeO(T)

图5-30 A(Al₂O₃-Na₂O-K₂O)-CaO-FeO(T)+MgO

图5-31 山德指数(Shand’sindex)图解

图5-32 SiO₂-TiO₂判别图解O为RRG,×为CEUG

图5-33 QAP图解

图5-34 钾质火成岩构造环境判别流程图(据Muller et al.,1995)

同碰撞花岗岩实指含MS的淡色花岗岩,按本次工作要求为后碰撞;晚和后碰撞花岗岩实指CA/r(Peacock概念的),分别为本技术要求的后碰撞和后造山(参见图5-51)。

(四)巴巴林(Barbarin)的构造环境判别方法

第一步,根据花岗岩类的矿物组合以及它们的野外出露、岩石学和定位特征确定花岗岩类类型(表5-21)。第二步,利用化学及同位素资料确定其来源:壳源的过铝质花岗岩类,还是幔源的拉斑玄武质的钙碱性和过碱性的花岗岩类,或具有不同比例的地壳及地幔成分的混合来源的偏铝质和钙-碱性花岗岩类(表5-22,表5-23)。第三步,根据其类型和来源特征,按下面所列类型和来源确定其构造环境(表5-23)。

图5-35 钾质火成岩构造环境判别组图

图5-36 钾质火成岩构造环境判别辅助图

花岗岩类类型的划分和它所代表的构造环境:

Barbarin(1999)根据花岗岩类的矿物组合、野外出露和岩石特性、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。①含白云母过铝质花岗岩类(MPG);②含堇青石及富黑云母过铝质花岗岩类(CPG);③富钾及钾长石斑状钙-碱性花岗岩类(KCG);④含角闪石钙-碱性花岗岩类(ACG);⑤岛弧拉斑玄武质花岗岩类(ATG);⑥洋脊拉斑玄武质花岗岩类(RTG);⑦过碱性及碱性花岗岩类(PAG)。

主要花岗岩类类型的主要矿物组合、野外及岩石和主要元素和同位素特征见表5-21,表5-22。

上述七种类型岩石具有不同的来源和地球动力学环境(表5-23)。因此,只要我们在野外和室内通过研究矿物组合和岩石学特征、岩体定位特征以及通过地球化学和同位素特征准确确定花岗岩类型,就能确定这些花岗岩类型所代表的构造环境。

请注意:Barbarin花岗岩分类中术语的钙碱性实为偏铝质含义(参见图5-31),过碱和过铝含义均可用图5-31判断;其洋中脊拉斑质花岗岩类(RTG),亦为偏铝的(参见图5-31),是指蛇绿岩中的洋斜长花岗岩、奥长花岗岩、英云闪长岩和辉长岩。所以,可能包含了MORS和SSZ型两类花岗岩;还有一类叫岛弧拉斑质花岗岩类(ATG)是指火山弧的富Hb的英云闪长岩和闪长岩,而没有ACG中的花岗闪长岩和花岗岩,ATG在分类表中无位置,只在动力学环境(图5-23)中才有位置。

表5-21 不同花岗岩类型的矿物学以及岩石组合特征(A)

(0缺失;+稀少;++一般;+++丰富)

表5-21 不同花岗岩类型的矿物学以及岩石组合特征(B)

注:0缺失;+稀少;++一般;+++丰富。

表5-22 不同花岗岩类型的主元素与同位素特征

注:+低;++中等;+++高。

表5-23 花岗岩类型、来源及地球动力学环境的关系