后碰撞花岗岩类的多样性及其构造环境判别的复杂性研究

宇峰 姜亚国 唐静

[摘要]后碰撞花岗岩主要产生于碰撞事件之后，所以其空间分布可以不受构造原理的严格限制，可以横跨构造单元而存在。通常情况下后碰撞花岗岩可以分为I、S和A三种类型，从实际分布情况来看，I和S类型的花岗岩存在数量比较多而且分布也较为广泛，A类型的碱性花岗岩需要特殊的地质环境才会产生，其分布数量和分布范围与前两种类型相比多有不如。因为后碰撞花岗岩存在这些分布特点，所以单纯从微量元素构造环境判别图解上对花岗岩的构造环境进行判断会造成很大的识别困难。本文立足于后碰撞花岗岩的属性实际，从构造环境特征及区域地质构造的全面分析角度对后碰撞花岗岩类进行判断。

[关键词]后碰撞花岗岩 多样性 构造环境判别复杂性

[中图分类号]P613 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-2-2

0前言

从地球地理学的角度来看花岗岩是构成地球大陆板块的主要岩石类型之一，与其他岩石相比花岗岩的产生因素较多，大陆板块上普遍存在的造山运动各个阶段都会产生花岗岩，导致其分布极为广泛，是现代地质学研究的主要内容。从花岗岩形成的阶段角度可以将花岗岩分为多种类型，其中造山运动后期形成的花岗岩被称为后碰撞花岗岩，其自身的形成机制比较复杂，形成的花岗岩结构类型也较多，而且其分布规律性较差，对地质学研究具有鲜明现实意义。

1后碰撞花岗岩类的特征

1.1岩石类型多样化

类型多样是后碰撞花岗岩的突出特点，当前存在的后碰撞花岗岩类型就存在有I型、S型和A型三种，其中I型花岗岩的的分布范围最广，绝大多数造山运动都会产生这种中—高钾钙碱性花岗岩，而且随着造山运动环境的不同造山活动所产生的I型后膨胀花岗岩还存在着构成元素的不均匀现象，最突出不均匀现象的就是钾元素含量的变化，其中含钾辆较高的花岗岩原则上属于钾玄岩系列，其分布如图1所示。在喜马拉雅山脉和欧洲海西山脉的造山运动中S型花岗岩分布比例最大，其形成与喜马拉雅山脉和欧洲海西山脉的独特地质构造环境有关。在一些特殊的造山带中还会存在有碱性的A型花岗岩，这种花岗岩常常有镁铁-超镁铁质岩石伴生。

从A型花岗岩的产生机制来看，A型花岗岩存在一定的特殊性分布并不具有普遍性，但是现存的A型花岗岩普遍表现与伴生的钙碱性花岗岩相同的形成时代。同时在A型花岗岩存在的造山带中普遍会有镁铁-超镁铁质岩石伴生，这种同时代特征和伴生特性在世界上大量的A型花岗岩分布区得到了验证。

1.2埃达克岩类属

在后碰撞花岗岩的实际分布研究中发现，在特殊情况下产生的后碰撞花岗岩表现出埃达克岩的化学特征，其中最典型的分布实例就是冈底斯造山带分布的高钾钙碱性岩和钾玄岩，这种岩石本身的从构成结构角度来看属于花岗岩的类型，但是从化学成分分析角度来看带有明显的埃达克岩特性。而且这一区域的埃达克岩还伴生有大量的铜矿，这种伴生现象说明埃达克岩铜矿的产生并不如传统观点认为的那样只能由大洋板块和大陆板块相互倾轧而产生。从埃达克岩的后碰撞花岗岩特性来看这种埃达克岩板上铜矿显然是在造山带的后碰撞时期产生的[1]。

1.3对蛇绿岩的侵入

由于后碰撞花岗岩石在造山带造山运动基本结束的后期产生的，其本身的产生机制与造山运动并不相同，所以在结构分布上与造山运动产生的岩石结构类型存在较大的冲突，从理论角度分析造山带造山运动结束以后造山时期形成的岩石种类基本固定，受环境因素影响而产生的分布结构也基本确定，如果没有后碰撞花岗岩的出现这种岩石种类和分布结构类型能够保持基本的稳定。但是造山带的后碰撞现象促使了后碰撞花岗岩的产生，在产生作用机制的影响写后碰撞花岗岩产生并开始向四周延伸，这种延生现象必然会与之前造山运动产生的岩石产生冲突，如果造山运动产生的主要岩石类型是质地娇软、压缩性较好的蛇绿岩的话，花岗岩的“生长”活动受到的限制就会较小，在特殊环境结构力的影响下会产生后碰撞花岗岩侵入到蛇绿岩中的现象。如前文所述这种现象是种种环境因素共同影响形成的，分布并不广泛而且存在的数量也较少。主要分布在加拿大纽芬兰和土耳其阿纳托利亚，后碰撞花岗岩的这种侵入现象是其产生时期较晚，而且能够跨构造单元分布的重要原因[2]。

1.4横跨构造单元分布

后碰撞花岗岩的另一主要特征是其能够横跨构造单元而存在，这种对构造单元的和构造原理的破化主要是因为后碰撞花岗岩的产生时间较短，而且环境作用机制较为复杂，在大范围的造山运动时期，大陆板块之间、大陆板块与大洋板块之间的相互作用会形成相对完整的地质构造单元，这种构造单元能够保证一定区域内岩石种类和岩石分布区域的稳定性，不同造山运动形成的不同岩石都具有鲜明的环境影响因素和造山运动影响因素，是现代地质学对岩石产生时间和地质构造进行分析的关键信息内容[3]。但是后碰撞花岗岩的产生破坏了这一构造单元的相对完整性。最典型的实例就是喜马拉雅造山带，研究人员在喜马拉雅山带、特提斯喜马拉雅造山带和冈底斯造山带分别发现了构造形成时代相近的S型花岗岩。在阿尔卑斯造山带中形成年代相近的后碰撞钙碱性花岗岩同时出现在动Pontides和中安纳托利亚，这种相同时代产生的后碰撞花岗岩在不同构造单元中的出现，打破了构造单元对岩石发育的限制[4]。

2后碰撞花岗岩类构造环境判别的复杂性

在后碰撞花岗岩家族中并不仅仅存在有钙碱性（I型）花岗岩一种类型，S型花岗岩也是后碰撞花岗岩的重要组成部分，并不是普遍发育的A型花岗岩也后碰撞产生的可能。如前文所述钙碱性花岗岩、埃达克岩甚至斑岩铜矿带都并不只有大陆板块和打样板块倾轧一种产生途径，而很可能是产生于造山运动的后碰撞阶段，从地质学角度规划的S型花岗岩并不一定只能在同碰撞时期产生，在后碰撞时期也存在这种岩石产生的客观条件[5]。从A型花岗岩化学特性的角度来看，A型花岗岩可以在后造山活动中或者非造山活动中产生，从地质学的角度对区别这两种不同产生机制的A型花岗岩石极为困难的，这也侧面证明了从单一角度对A型花岗岩的是否是后碰撞时期产生的复杂性。综上所述花岗岩的构造背景是极为复杂的，其本身极可能是产生于造山运动中，也可能产生于同碰撞和后碰撞阶段，同时也存在非造山运动产生的可能。单独从岩石类型或者岩石系列的角度出发对其进行研究是无法明确的确定其构造环境的[6]。

在岩石构造环境的判断中岩浆源区性质和岩浆烟花的结果会对花岗岩的多样性产生巨大的影响，而这种岩石类型的多样性和构成环境的多样性会给构成环境的有效判断带来严重的困难，客观上决定了后碰撞花岗岩类构造环境判别的复杂性。当前主流的后碰撞花岗岩构造环境判断方法是微量元素图解技术，但是这种分析技术只能从岩石的外在表现和内部元素含量两个角度出发对岩石产生环境进行判断，无法兼顾岩石的实际构成环境特点，不能够有效的实现对花岗岩打样板块与大陆板块倾轧产生、同碰撞产生和后碰撞产生原因的区分，如图2所示Rb-Y+Nb花岗岩可能由众多构造环境形成。综上所述，笔者认为花岗岩成分与花岗岩构成环境之间并不存在普遍性的对应关系，花岗岩的成本并不能作为花岗岩构成环境的唯一判断因素，微量元素图解技术的检测结果也不能作为唯一真实的检测结果[7]。

3区域构造研究的重要性

从地质学角度来看在后碰撞花岗岩自身种类的多样性特点，以及其构造环境判别复杂性的特点实际情况下，以判别图解的方式对后碰撞花岗岩的构成环境进行判断是不科学、不全面的。而要想实现对后碰撞花岗岩构成环境的判断，首先是要对其所述的构造作用阶段进行判断，造山运动中的同碰撞阶段和后碰撞阶段是两个相互连接的构造环境阶段，如果不能对这两个阶段进行精确的时间区分也就很难实现对花岗岩构造环境的明确。在实际的花岗岩构造环境分析中，根据花岗岩构造存在的状态可以对其产生的构造环境进行研究，如前文所述的后碰撞花岗岩存在的特点，后碰撞花岗岩本身产生于碰撞事件发生以后，所以其能够侵入到造山运动中形成的蛇绿岩中。同时后碰撞阶段产生的花岗岩存在有跨构造单元分布的特点，在相距较远区域出现的产生年代相近的花岗岩很可能属于后碰撞花岗岩。同时借助现代年代测定技术对碰撞事件发生的时代进行准确的测定是实现后碰撞花岗岩的准确技术措施，通过对大量岩石年代的测算，基本断定碰撞事件发生的年代，并以此年代作为判断标准对花岗岩的构成环境进行判别，超过碰撞事件发生时代的花岗岩就可以断定是同碰撞阶段产生的，而小于碰撞事件发生时代的花岗岩就可以断定是后碰撞阶段产生的，这是判别后碰撞花岗岩最为科学的技术手段。随着高精度皓石U-Pb定年技术的生产和发展，这种测定技术的推广和应用并不遥远[8]。

4结论

花岗岩是现代地质学研究的重要内容之一，对其构成环境的判断是现代地质学研究的重压基础数据之一，将会对地质研究结果的准确性和全面性产生广泛而深远的影响，因此对后碰撞花岗岩类的多样性及其构造环境判别的复杂性的研究具有鲜明的现实意义。本文从后碰撞花岗岩类的特征、后碰撞花岗岩类构造环境判别的复杂性和区域构造研究的重要性三个层面对这一问题进行了简要分析，以期为后碰撞花岗岩类构造环境的判别水平提升提供支持和借鉴。

参考文献

[1]张旗.花岗岩构造环境问题：关于花岗岩研究的思考之三[J]. 岩石学报，2007，11：2683-2698.

[2]杨高学.新疆东准噶尔卡拉麦里地区花岗岩类研究[D].长安大学，2008.

[3]第鹏飞.西准噶尔晚古生代花岗岩地球化学特征及构造意义的初步研究[D].兰州大学，2010.

[4]熊昌利.滇西龙陵地区勐冒奥陶纪二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其构造环境[J].地质通报，2012，Z1：277-286.

[5]陈俊瑾.滇西撒寨花岗岩地质地球化学特征及其成因[D].成都理工大学，2014.

[6]王生云.纳米比亚欢乐谷地区花岗岩地球化学特征及成因[D].核工业北京地质研究院，2013.

[7]张栋.东准噶尔北缘两类钙碱性花岗岩特征及其构造-成矿意义[J]. 西北地质，2011，02：51-71.

[8]王春梅.随枣北部地区燕山期花岗岩体构造环境探讨[J]. 国土资源情报，2014，04：51-55+33.