花岗岩类分类方案及其在造山带地质填图中的局限性

赵亮亮，刘 雷，吴 亮

（新疆大学地质与矿业工程学院，新疆乌鲁木齐830047）

花岗岩类分类方案及其在造山带地质填图中的局限性

赵亮亮*，刘 雷，吴 亮

（新疆大学地质与矿业工程学院，新疆乌鲁木齐830047）

花岗岩类是岩石圈的重要组成部分，在造山带分布尤为广泛。而花岗岩类的分类理论决定了造山带花岗岩类区的地质填图方法，由于花岗岩类在形成和演化过程中经历了复杂的地质过程，必然导致了造山带花岗岩类区填图方法的精度和准确度。因而提出了在造山带花岗岩类区填图的建议，以期提高造山带花岗岩类区地质填图质量。

花岗岩类；造山带；地质填图

造山带是地球上部由岩石圈剧烈构造变动和其物质与结构的重新组建使地壳挤压收缩所造成的狭长强烈构造变形带，而花岗岩类是岩石圈的重要组成部分，在造山带分布尤为广泛，是指示造山带深部壳幔组成等主要信息的岩石探针，也是研究造山带地球动力学的主要窗口和首选途径[1]。花岗岩类区的区域地质调查和填图是造山带研究的基础性工作和先行步骤，填图质量事关造山带研究的全局[2]。

1 花岗岩类的分类及地质填图方法现状

花岗岩类地质填图与花岗岩类的分类密不可分，同时伴随科学技术和填图实践不断发展和完善。

1.1 花岗岩类常用分类方案

（1）基本分类方案。基本分类是以矿物学—岩石学为基本准则对花岗岩类进行的分类方案,以国际地科联（IUGS）火成岩分类委员会推荐的方案[3]为代表,在具体操作中通常采用Q-A-P三角图解和配套图解进行岩石学分类。是以主要常见造岩矿物为对象的岩石分类定名方法,定名在野外露头尺度观察即可完成（有时需要借助镜下薄片观察）,具有标准统一,易掌握,不带成因等分析性和推断性分类因素,因而可用于非造山带区和造山带区的所有花岗岩类分类和定名[4]。

（2）I-S-M-A分类方案。这一分类方案是被众多学者认可和使用的，最早由Chappell和White（1974）[5]在研究澳大利亚拉克兰（Lachlan）褶皱带早古生代花岗岩类岩石时提出，他们认为I型花岗岩的源岩为未经地表风化作用的火成岩，而S型花岗岩的源岩为经历过地表风化作用的沉积物质；Loiselle和Wones1979年提出了A型花岗岩的概念[6]，他们认为这类花岗岩具有碱性（alkaline），贫水（anhydrous），非造山（anorogenic）的特性，由于这三个特性英文单词的首字母均为A，所以称之为A型花岗岩；White[7]于1977年提出了M型花岗岩的概念，认为花岗岩中还有少数部分可能直接来自地幔，是由地幔岩浆经长期分异演化的产物，称为幔源（mantle-derived）花岗岩，即M型花岗岩。

（3）综合性分类方案。在基本分类基础上综合了各派生分类方案建立的分类为综合性分类。最新的花岗岩类综合性分类方案由法国学者Barbarin（1997）[8]提出。这一分类方案广泛吸收了近年来许多学者对花岗岩类的分类方案,并将花岗岩类的主要造岩矿物组合、QAP岩石类型和野外关系及重要的岩石化学、同位素特征相联系,同时也将主要岩石类型与花岗岩的形成环境相联系[9]。Barbarin称这一方案不是仅仅根据化学和同位素准则,也考虑了野外关系、岩石学和矿物学准则,并对现行大多数分类做了补充,具有在野外即可区分不同花岗岩类型的优点。

1.2 花岗岩类地质填图方法研究现状

20世纪60～70年代，我国1∶20万区域地质填图，强调岩浆活动时间顺序以及与围岩接触关系，将每一个深成岩体看作一次岩浆上侵就位的简单岩体。填图中，有时只将深成岩内部岩石在成分上、结构及颜色等方面的变化划归不同的岩相带（边缘相、过渡相、内部相）[10]，缺乏研究不同岩类间接触关系，以至将一次岩浆热事件多次涌动上侵形成的多期复式岩体，认为是一次侵入活动的简单深成岩体[2,10-11]，对具明显穿切关系的不同深成岩体，仅限于岩体间识别；缺乏岩体内部接触关系的解剖及相邻岩体间填图标志等对比；区域地质填图主要采用岩性—相变法，图面仅反映了主体岩石的岩石类型和分布特征，表达内容相对简单。20世纪80年代后，国际上流行以岩石谱系为主的填图方法，花岗岩类的岩基解体、侵入体识别、建立单元和归并超单元的岩石谱系填图方法，取得重要进展。近年来《花岗岩类区1∶5万区域地质填图指南》的颁布，野外工作要求中已明确规定“花岗岩类要区分同源和混源岩类，研究其侵入顺序，划分并填绘不同时代、不同序列的侵入体。沿用涌动、脉动及跃动关系,充分解体侵入体。但不归并单元、超单元，并以岩性+时代+岩浆类型的方式标注侵入体的代号。

2 岩浆混合作用导致的花岗岩类的复杂性

花岗岩类岩石学、岩石化学、地球化学特征,不仅与其源区岩石成分和部分熔融程度有关,而且也受控于从岩浆形成之后到上升侵位、冷凝成岩这一过程中所经历的各种复杂成岩作用。其中主要有分异作用、混合作用、液态不混溶与同化混染等作用。S型花岗岩类填图方法体系侧重于同源岩浆演化与分异结晶作用,但在造山带地区混染作用和混浆作用则是普遍存在的。因此在混浆比例很低地段宏观岩石类型与一般S型花岗岩相似，有结构演化序列显示,且其岩石化学、稀土与微量元素地球化学数据和投影亲S型，但在幔源基性岩浆混合比例较高地区,其数据和投影又亲I型，成分演化系列也有显示。这样,不同研究者依据不同的化学指标和投影图解，认为该岩体有S型、I型、A型或混合型等不同认识。

不平衡矿物共生组合现象在岩浆混合花岗岩中非常普遍，如常见角闪石、单斜辉石与长英质矿物密切共生，二者间具有明显的矿物反应边等构造。据罗照华等研究，不平衡矿物共生现象在太行山及内蒙古一带花岗岩中也很普遍[12]。这些现象过去常用鲍文反应原理和岩浆结晶分异作用解释为不同世代矿物的共生，但实验岩石学已经否定了此解释，现在认为这种不平衡现象是非同源岩浆的混染和混浆等相互作用的结果。

除上述混浆作用外，岩浆在上升就位过程中，对岩浆流经地段的上地壳复杂组分的混染作用也不容忽视[13]。在地壳成熟度发育较低地区，许多花岗岩在上侵过程中，都要穿越地壳上部的基性—偏基性火山岩或直接就位于这些基性火山岩中，在许多花岗岩中见到这些基性岩的顶蚀体、捕掳体、混熔残留体和岩体边部的混合带。如果基性火山岩等成分的混入比例很高时并且对其熔融程度也很高时，导致花岗岩类岩浆成分偏基性则是肯定的。如果仅仅依靠化学成分和相关参数判别，必然导致对该岩体属I型或S型的争论，掩盖了岩浆源岩区的地壳物质组成，混淆了围岩的混染与幔源岩浆的混浆作用。即仅仅依靠化学成分及其图解是无法区别其成因的。

3 结论及建议

由于同源岩浆演化理论的不完善性,造山带地壳结构及地质构造特征的复杂性、地质作用过程的多样性,导致了形成花岗岩类源岩组分的复杂性,使得I型、S型分类在造山带具有不确定性,因而单元—超单元填图方法在造山带实践中存在较多问题和矛盾，因此提出造山带花岗岩类区填图建议：

（1）针对造山带花岗岩类的填图，应该首先做好客观准确的岩石定名工作，再进行花岗岩类的划分及填图工作；

（2）对目前多种花岗岩的分类方案，要在使用前综合考虑其提出的依据、适用的条件以及各分类方法之间的区别和联系；

（3）在造山带花岗岩类区地质填图过程中，要在野外宏观特征的基础上，利用所取得样品的矿物学特征、共生组合特征以及各种地球化学数据，再综合分析其地质演化，最终确定填图的图面要素。

[1] 李永军，赵仁夫，等.关于造山带花岗岩类填图方法的讨论——以西秦岭天水地区为例[J].华南地质与矿产，2003（1）:1-6.

[2]谢其山，李永军，虞卫东，等.花岗岩类填图方法评述与建议[J].新疆地质，2004（4）:357-361.

[3]邱家骧.国际地科联火成岩分类学分委会推荐的火山岩分类简介[J].现代地质，1991（04）.

[4] 李永军，刘志武，付国民，等.花岗岩类I型S型分类在造山带实践中存在的问题——以西秦岭地区为例[J].华南地质与矿产，2002（02）:1-7.

[5] Ajr C B A W.Two Constrating Granite Types[J].Pacific Geology.1974（8）:173-174.

[6] Loiselle Mc W D.Characteristics and Origin of Anorogenic Granites[J].Geological Society of America Bulletin.1979（11）: 468. [7] Harris N B W P J A T.Geochemical Characteristics of Collision Zone Magmatism/Coward M P,Ries A C[J].Collision Tectonics,Ged.Soc.Specai Publication,1986,19:67-81.

[8] B B.A Review of the Relationships between Granitoid Types, Their Origins and Their Geodynamic Environments[J].Lithos，1999（46）:605-626.

[9] B.Ronald Frost C G B,Al E.A Geochemical Classification for Granitic Rocks[J].Petrology，2001（42）:2033-2048.

[10] 廖瑞君，韩仲仁.关于花岗岩1∶5万填图中的几个问题[J].中国区域地质，1998,17（3）:307-310.

[11]庞迎春，程顺波.花岗岩分类问题研究现状[J].资源环境与工程，2009（2）:119-122.

[12] 肖庆辉，邱瑞照，邓晋福，等.中国花岗岩与大陆地壳生长方式初步研究[J].中国地质，2005（3）:343-352.

[13] 张旗.花岗岩混合问题:与玄武岩对比的启示[Z].2006：377-379.

P588.12

A

1004-5716（2015）02-00106-03

2014-03-06

赵亮亮（1988-），男（汉族），河南商丘人，新疆大学地质与矿业工程学院在读硕士研究生，研究方向：矿产普查与勘探。