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侵入岩及其构造组合的研究方法


侵入岩及其构造 组合的研究方法
邓晋福、 邓晋福、肖庆辉等 2007.6

1.工作顺序
(1)野外地质学和年代学 ? (2)岩石分类命名 ? (3)火成岩组合 ? (4)大地构造相 ? (5)编图

2.双重分类
? (1)矿物学 ? (2)化学 总体上,两者相互对应。

Q

/>90 1a 90

3. QAPF分类
?
60

侵入岩的QAPF分类双三角图 分类双三角图 侵入岩的
1.富石英花岗岩;2.碱性长石花岗岩; 3.花岗岩;3a.正长花岗岩;3b.二长花 岗岩;4.花岗闪长岩;5.英云闪长岩; 6* .石英碱性长石正长岩;7* .石英二长 岩;8* .石英二长闪长岩;9* .石英二长 闪长岩/石英二长辉长岩;10 * .石英闪 长岩/石英辉长岩/石英斜长岩;6.碱性 长石正长岩;7.正长岩;8.二长岩;9.二 长闪长岩/二长辉长岩;10.闪长岩/辉长 岩/斜长岩;6ˊ.含似长石碱性长石正长 岩;7ˊ.含似长石正长岩;8ˊ.含似长 石二长岩;9ˊ.含似长石二长岩/二长辉 长岩;10ˊ.含似长石闪长岩/辉长岩; 11.似长石正长岩;12.似长二长正长岩; 13.似长二长闪长岩;14.似长石辉长岩; 15.似长辉长岩. Q.石英 A.碱性长石 P. 斜长石 F.似长石. (IUGS 1972推荐,R,LeMaitre,1989)

1b 60

2

3a

3b

4

5

20 6* 5

10 7* 7 7

35 8* 8 8

65

90 9* 9 9

20 10* 10 10 10 5

A

6 6

P

10

11

12

13

14

60

60

15

F

3.QAPF分类
? (1)碱长/r与过碱性/ r ? (2)正长/ r(中文含义双重性) (syenogranite) ? (3)区5,英云闪长岩(T1,T2,洋pl/ r ) ? (4)区10.(ν,δ,pl-岩)

4.关于角闪/ν
Plag
90 1 90

斜长岩 (浅色)

65 2 3

65 4

(中色)
35

35

(暗色) Px
10 5a 5b 5c 10 5d

Hbl 超镁铁岩

1,斜长岩;2,辉长岩 (Cpx>Opx)、苏长岩 (Opx>Cpx)、辉长苏长岩 (Cpx≈Opx);3,辉石角闪 辉长岩、辉石角闪辉长苏长 岩、辉石角闪苏长岩;4, 角闪辉长岩;5a,含斜长石 辉石岩,5b,含斜长石角闪 辉石岩,5c,含斜长石辉石 角闪石岩,5d,含斜长石角 闪石岩

辉长岩矿物分类图。 辉长岩矿物分类图。

闪长岩) (1)角闪 ν(≠闪长岩) )角闪/ν 闪长岩 (2)角闪石岩( ≠ 角闪岩) )角闪石岩( 角闪岩) (hornblendite) )

5. TAS分类
18 16 14 Na 2O+ K 2O,wt% 12 10 8 6 4
6 9 7 8 12 13 10 11 14 15 16

2
1

2

3

4

5

0 30

40

50

60 SiO2,wt%

70

80

? 侵入岩主元素分类图 解(据Middlemost, 1994,重绘) ,重绘) ? 1、橄榄辉长岩,2、 辉长岩,3、辉长闪长 岩,4、闪长岩,5、 花岗闪长岩,6、花岗 岩,7、似长石辉长岩, 7 8、二长辉长岩,9、 二长闪长岩,10、二 长岩,11、石英二长 岩,12、似长石岩, 13、似长石二长闪长 岩,14、似长石二长 正长岩,15、正长岩, 16、似长石正长岩 90

5.TAS分类
? (1)干的100%;可与火山岩对比 ? (2)橄榄/ν(中文含义双重性) (peridotgabbro) ? (3)r区很大,无细分 ? (4)T1 在δ区 ? (5)alk↑,岩石类型为何改变?

6. 年代学(1)
Jx

-O

J Jx

128-124Ma

(锆 石) δ

U-Pb

161Ma 40 39 (Ar-Ar) Q

7.年代学(2)
同位素表示: 方法;年龄±值;来源,测 试单位,年月

8. 年代学(3)
现有的测 年方法及其 同位素体系 的有效封闭 温度

9.年代学(4)
华北燕山造山带岩浆-沉积-构造-成矿事件序列初步框架 事件序列初步 表 2 华北燕山造山带岩浆-沉积-构造-成矿事件序列初步框架
年 代 K2 96Ma 地 层 孙家 湾组 阜新 组 K1 九佛 堂组 义县 组 寿王 坟组 张家 口组 后城 组 髫髻 山组 九龙 山组 J1 下花 园组 南大 岭组 T3 火山与沉积建造 类磨拉石(?) 类磨拉石(?) 含煤建造 湖相建造 B-TB-BTA (135-121Ma) 磨拉石 TA-T-D-R (148-140Ma) 磨拉石 TA-T-D-R (173-161Ma) 类磨拉石 含煤建造( 含煤建造(夹凝 灰岩, 灰岩, 180-178Ma) ) B-TB-BTA-TA-T (196-184Ma) υ-ηυ-ηδ-η-ε-A/ε-γ δ ε ε 组合(133-127Ma) 组合 υ-ηδ-η-Qη-γ 组合 δ (148-136Ma) J3 晚期向南的逆冲 晚期向南的逆冲(148-132Ma)(四合堂、古北口 四合堂、 四合堂 古北口) 与角闪岩相变质作用( 与角闪岩相变质作用(143-138Ma) ) Mo,Zn, Au, 峰期造 Cu 山 A/γ-γ组合(118-119) γ 组合( ) 早白垩晚期( 变质核杂岩( 早白垩晚期(K12)变质核杂岩(119-114Ma)和正 ) Ma,双峰岩墙群 , 断层 (120-114Ma) ) 局部发育逆断层< 早白垩早期( 早白垩早期(K1 )局部发育逆断层<125 Ma
1

侵入岩组合

构造变形相与变质作用

成矿组合

造山幕

煤, Pb Zn Ag Au Fe, Cu

后造山 晚造山

135Ma J3 154Ma J2 175Ma

η-Qη-γ 组合 (174-151Ma)

J2 晚期 3 初期向北的逆冲 晚期-J 初期向北的逆冲(161Ma-148Ma)(承德、 Au, Pb, Zn (承德、 十三陵、 兴隆) 与角闪岩相变质作用(159-151Ma) ( 十三陵、 兴隆) 与角闪岩相变质作用 )

早期造 山

J1 晚期向北倒伏的褶曲和逆冲(北京西山) 和硬 晚期向北倒伏的褶曲和逆冲(北京西山) ,和硬 , 绿泥石-十字石 十字石-蓝晶石变质作用 绿泥石 十字石 蓝晶石变质作用 <180, >178Ma) ( , )

Au, 煤 前和初 期造山

203Ma

η-γ组合(?) 组合(?) (199-196Ma) 印支期向南的逆冲推覆( (平泉 印支期向南的逆冲推覆(>188 或>199Ma) 平泉 ) 平泉( 承德)和赤城糜棱岩带 承德)和赤城糜棱岩带(~211Ma)

注:B:玄武岩,TB:粗面玄武岩,BTA:玄武粗面安山岩,TA:粗面安山岩,D:英安岩,T:粗面岩,R:流纹岩;υ:辉长岩,ηυ:二长闪长岩, 玄武岩,TB:粗面玄武岩,BTA:玄武粗面安山岩,TA:粗面安山岩, 英安岩, 粗面岩, 流纹岩; 辉长岩,ηυ:二长闪长岩, 二长岩, 石英二长岩, 正长岩,A/ξ 碱性正长岩,﹏ ,﹏角度不整合 η:二长岩,Qη:石英二长岩,ξ:正长岩,A/ξ:碱性正长岩,﹏角度不整合

岩浆-沉积-构造-成矿事件序列

10.化学参数(1) 列出同一个标本的主、痕量, 同位素组成;以及同位素年龄, 以及QAPF和TAS分类名称

11.化学参数(2)
SiO2wt%参数的分类

(1)SiO2 饱和度的 两个依赖 (SiO2和 alk) (2)O, S, U区与标 型矿物的 对比
Mg2SiO4(Ol)+SiO2=2MgSiO3(En) NaAlSiO4(Ne)+SiO2=NaAlSi3O8(Ab)

12.化学参数(3)
Al2O3参数分类(分子数)
3.0 2.6 2.2 Me ta lum inous 偏铝 质的 Pera lum inous 过 铝质 的

偏铝:Am,Py 过铝 :Bi(弱) Ms,Ga, Cord(强) 过碱:Alk-Am,-Py

A/NK

1.8

1 .4 1.0 0.6 0.6

Pe ralka line 过碱 性的 0.7 0.9 1.1 1 .3 1.5 1 .7 1.9

亚铝(Sub-): Alk-fsp为主,
A/CNK

pl很少

以Al2O3为参数的岩石划分方案

12. 化学参数(3)
3.0

? (1)A/CNK
A/NK

2.6 2.2 1.8

Me ta lum inous 偏铝 质的

Pera lum inous 过 铝质 的

1 .4

? (2)A/NK

1.0 0.6

Pe ralka line 过碱 性的 0.6 0.7 0.9 1.1 1 .3 1.5 1 .7 1.9

A/CNK

偏铝,过铝,过碱和亚铝(sub-)

13. 岩石系列(TH, CA, A)的多种 含义
因为确定岩石系列的座标参数不同,

同一个名称的系列的科学内涵不同!

14 TH: 三个座标参数的三个内涵的 TH
Cpx
C B A

Ne

QZ

Opx Ol

玄武岩四面体( 标准矿物的分类) 玄武岩四面体(按CIPW标准矿物的分类) 标准矿物的分类 (据Yoder & Tilley,1962) A—石英拉斑玄武岩区;B—橄榄拉斑玄武岩 区;C—碱性橄榄玄武岩区;D—碧玄岩区; Cpx—单斜辉石;Ne—霞石;Ol—橄榄石; Opx—斜方辉石;Qz—石英

拉斑玄武系列与钙 碱性系列判别图 (Miyashiro, 1974) T: 拉斑玄武岩系列, C: 钙碱性系列

AFM三角 三角 图解 曲线为拉斑 系列,直线 为钙碱系列

5 钾 玄岩 系列
KO 2 ,wt%

4 3 2 1 0 40

高钾 ( 高钾 钙 碱性 系 列)

中钾 ( 钙碱 性 系列 ) 低钾 (低钾 拉 斑系 列 45 50 55 60
SiO 2 wt% 2

亚碱性系列岩石的进一步分类 (Rollinson, 1993)
80

65

70

75

15

Cpx

C B

A

(1)以CIPW-norm为 参数
QZ

Ne

(2)2个临界面 (3)区分TH和A(无 CA)

Opx Ol

玄武岩四面体( 标准矿物的分类) 玄武岩四面体(按CIPW标准矿物的分类) 标准矿物的分类 (据Yoder & Tilley,1962) A—石英拉斑玄武岩区;B—橄榄拉斑玄武 岩区;C—碱性橄榄玄武岩区;D—碧玄 岩区;Cpx—单斜辉石;Ne—霞石;Ol— 橄榄石;Opx—斜方辉石;Qz—石英

15
玄武岩按CIPW标准矿物的分类 按Yoder 和Tilley,1962) 标准矿物的分类(按 表 玄武岩按 标准矿物的分类 ,
岩套 拉斑玄武岩岩套 石英拉斑玄武岩 橄榄拉斑玄武岩 过渡岩套 碱性玄武岩岩套 橄榄玄武岩 碱性橄榄玄武岩 碧玄岩(basanite) 组成 Qz+Hy(图 1-2 中 A) Ol+Hy(图 1-2 中 B) 硅临界不饱和面附近,Hy<3% Ol,0-5%的 Ne(图 1-2 中 C) Ol,>5%的 Ne(图 1-2 中 D)

橄榄霞石岩(olivine nephelinite)Ol+Cpx+Ne,无 Ab (同 1-2 中 Ne-Cpx-Ol 面)

16

拉斑玄武系列与钙碱性系列判别图 (Miyashiro, 1974) T: 拉斑玄武岩系列,C: 钙碱性系列

AFM 三角图解 三角图解曲线为拉斑 系列,直线为钙碱系列

(1)区分TH和CA(无A) (2)区分的第一定义和第二定义

17
5 钾玄岩系列
K2 O, wt%

4 3 2 1 0 40

高钾 (高钾钙碱性系列)

中钾 (钙碱性系列) 低钾 (低钾拉斑系列 45 50 55 60
SiO 22wt%

65

70

75

80

? (1)LK- TH/CA ? (2)其它: MKCA, LKCA, SH ? (3)K2O绝对 含量(高、低之 意),与 K2O/NaO比值无 关 ? (4)K60

亚碱性系列岩石的进一步分类 (Rollinson, 1993)

18
12 8

CA:7种学术涵义
I

钙碱性 + 拉斑玄武岩系列
S

碱性

N a2 O + K2 O - C a O

4 0 -4

Alkalic

Al k

a l-

C

cal

a

a lk

li

c

w(K2O+Na2O)/%

Cal

ci

c

Calcic

过碱性 + 强碱性

-8 50

60

70

80
40 43 50 60 w(SiO2)/% 70

SiO2

A.R

拉斑玄武系列与钙碱性系列判别图 (Miyashiro, 1974) T: 拉斑玄武岩系列,C: 钙碱性系列 拉斑玄武岩系列,

李特曼组合指数图解(据 李特曼组合指数图解 据Rittmann, 1957)细线代表σ等值线,粗线 , 细线代表σ 细线代表 等值线,粗线L, SiO2—(Na2O+K2O—CaO)图 F…为六个代表性火山岩组合 ( ) 为六个代表性火山岩组合

Wright碱度指数图解 碱度指数图解 (据Wright, 1969) )
3.0 2.6 2.2 Me ta lum inous 偏铝 质的 Pera lum inous 过 铝质 的

-正长岩 -白岗岩 -二长 岩 -角闪辉 长 岩 -辉长 岩

5 钾玄岩 系列
K2O,wt%

4 3 2

A/NK
80

高钾 (高钾 钙碱性系 列)

1.8







中钾 (钙碱 性系列) 低钾 (低钾 拉斑系列 45 50 55 60
SiO2 wt% 2















1 0 40





1 .4 1.0 0.6 0.6







奥 长花 岗 岩 花 岗岩

65

70

75

Pe ralka line 过碱 性的 0.7 0.9 1.1 1 .3 1.5 1 .7 1.9

Na-K-Ca图解 图解

An-Ab-Or图解 图解

亚碱性系列岩石的 进一步分类 (Rollinson, 1993)

A/ CNK

偏铝= 偏铝=CA (Barbarin, 1999)

19

拉斑玄武系列与钙碱性系列判别图 (Miyashiro, 1974) T: 拉斑玄武岩系列,C: 钙碱性系列 拉斑玄武岩系列,

20
N a2 O + K2 O - C a O

12 8 4 0 -4 -8 50
a lk C i lc a c

Alkalic

Al

Ca l

c

l -a

k

i al

c

Calcic

60

70

80

SiO2

SiO2—(Na2O+K2O—CaO)图 ( )

21
w(K2O+Na2O)/%

I

? (1) 以σ=4分为 CA与A
S

? (2) σ<4, CA,太平洋岩 套
40 43 50 60 w(SiO2)/% 70

李特曼组合指数图解(据Rittmann, 李特曼组合指数图解 据 1957)细线代表σ等值线,粗线L,F…为 六个代表性火山岩组合。 L: 美国拉森峰火山(σ=1.65,钙性岩系); F: 美国旧金山圣弗兰西斯科(σ=3.74, 钙碱性岩系);S: 苏格兰晚古生代火山 岩(σ=6.11,碱钙性岩系);I: 意大利伊 斯基亚岛(σ=8.67;碱钙性岩系);P: 意 大利蒙特松姆-维苏维(σ=17.1;碱性岩 系);N: 乌干达纳巴克火山(σ=122.0; 碱性岩系)。

? (3) σ>4, A, Na2O>K2O, 大西洋岩套 ? (4)σ>4, A,K2O>Na2O, 地中海岩套

22
钙碱性 + 拉斑玄武岩系列

碱性

过碱性 + 强碱性

A.R
Wright碱度指数图解 碱度指数图解 (据Wright, 1969) )

23

-正长岩 -白岗岩 -二长岩 -角闪辉长 岩 -辉长 岩





















奥长 花岗岩 花 岗岩

Na-K-Ca图解

An-Ab-Or图解
注意:用An-Ab-Or图解时 的岩石,必须是Q-norm (CIPW)>10%者

(1)奥长/r趋势 (2)CA趋势











24
5 钾玄岩系列
K2O, wt%

4 3 2 1 0 40

高钾 (高钾钙碱性系列)

中钾 (钙碱性系列) 低钾 (低钾拉斑系列 45 50 55 60
SiO 2 wt% 2
亚碱性系列岩石的进一步分类 (Rollinson, 1993)

65

70

75

80

25
Al2O3参数分类(分子数)
3.0 2.6 2.2 Me ta lum inous 偏铝 质的 Pera lum inous 过 铝质 的

A/NK

1.8

1 .4 1.0 0.6 0.6

Pe ralka line 过碱 性的 0.7 0.9 1.1 1 .3 1.5 1 .7 1.9

A/CNK
偏铝= 偏铝=CA (Barbarin, 1999)

26
w(K2O+Na2O)/%

I

A: 7种含义
3.0
S

2.6 2.2

Me ta lum inous 偏铝 质的

Pera lum inous 过 铝质 的

A/NK

1.8

钙碱性 + 拉斑玄武岩系列

碱性

1 .4
40 43 50 60 w(SiO2)/% 70

1.0 0.6

Pe ralka line 过碱 性的 0.6 0.7 0.9 1.1 1 .3 1.5 1 .7 1.9

过碱性 + 强碱性

李特曼组合指数图解(据 李特曼组合指数图解 据Rittmann, 1957) 细线代表σ等值线,粗线L,F…为六个 代表性火山岩组合。
12 8

A/CNK
以Al2O3为参数的花岗岩划分方案

A.R

18
l- C al c ic

含似长石者为alk( ) 含似长石者为 (A)
16

Wright碱度指数图解 碱度指数图解 (据Wright, 1969) )

N a2 O + K2 O - C a O

16
ic

4 0 -4

r则为含 暗色矿物者 则为含alk暗色矿物者 则为含

Alkalic

a Al k

Ca l

c-

al al k

14 Na 2 O + K2 O,wt% 12 10 8 6 4
9 7 8 12 13 10 11 14 15

Calcic

-8 50

60

70

80

SiO2

SiO2—(Na2O+K2O—CaO)图
Cpx

C B

A

6

2
QZ

Ne

1

2

3

4

5

Opx Ol

玄武岩四面体( 标准矿物的分类) 玄武岩四面体(按CIPW标准矿物的分类) 标准矿物的分类 (据Yoder & Tilley,1962)

0 30

LeMaitre等 IUGS分类 碱性/γ=过 碱性/γ
90

40

50

60 SiO2,wt%

70

80

侵入岩主元素分类图解(据Middlemost, 1994,重绘) 侵入岩主元素分类图解( , 重绘)

27

Sub-alkaline=non-alkaline
18 16 14 N Na 2O+ K 2O,wt% 12 10 8 6 4
6 9 7 8 12 13 10 11 14 15 16

2
1

2

3

4

5

60 70 80 90 SiO2,wt% 侵入岩主元素分类图解( 侵入岩主元素分类图解(据Middlemost, 1994,重绘) ,重绘) 1、橄榄辉长岩,2、辉长岩,3、辉长闪长岩,4、闪长岩,5、花岗闪长岩,6、花岗岩,7、 似长石辉长岩,8、二长辉长岩,9、二长闪长岩,10、二长岩,11、石英二长岩,12、似长石 岩,13、似长石二长闪长岩,14、似长石二长正长岩,15、正长岩, 16、似长石正长岩

0 30

40

50

28

Cpx

玄武岩四面体(按 CIPW标准矿物的 分类)
(据Yoder & Tilley, 1962)
C D B Pl A

A—石英拉斑玄武岩区; B—橄榄拉斑玄武岩区; C—碱性橄榄玄武岩区; D—碧玄岩区
QZ

Ne

Opx Ol

Cpx—单斜辉石; Ne—霞石;Ol—橄榄 石;Opx—斜方辉石; Qz—石英

29 1 2
8

N a2 O + K2 O - C a O

4 0 -4

Alkalic

Al k

l- C a

l ci a

c

a lc C

alk -

li c a

Calcic

-8 50

60

70

80

SiO2
SiO2—(Na2O+K2O—CaO)图

30
w(K2O+Na2O)/%

I

S

40 43

50

60 w(SiO2)/%

70

李特曼组合指数图解(据 李特曼组合指数图解 据Rittmann, 1957) 细线代表σ等值线,粗线L,F…为六个代表性火山岩组合。L: 美
国拉森峰火山(σ=1.65,钙性岩系);F: 美国旧金山圣弗兰西斯科(σ=3.74,钙碱性岩 系);S: 苏格兰晚古生代火山岩(σ=6.11,碱钙性岩系);I: 意大利伊斯基亚岛(σ=8.67; 碱钙性岩系);P: 意大利蒙特松姆-维苏维(σ=17.1;碱性岩系);N: 乌干达纳巴克火 山(σ=122.0;碱性岩系)。

31
钙碱性 + 拉斑玄武岩系列 碱性

过碱性 + 强碱性

A.R Wright碱度指数图解 碱度指数图解 (据Wright, 1969) )

32

3.0 2.6 2.2 Me ta lum inous 偏铝 质的 Pera lum inous 过 铝质 的

A/NK

1.8

1 .4 1.0 0.6 0.6

Pe ralka line 过碱 性的 0.7 0.9 1.1 1 .3 1.5 1 .7 1.9

A/CNK

以Al2O3为参数的花岗岩划分方案

33

LeMaitre的碱性/r≠其他参数的A/r

34

大地构造相

? (一)洋中脊扩张(Mid-Ocean Ridge 洋中脊扩张( Spreading)( )(MORS)环境的岩浆岩组合 )( ) 洋中脊玄武岩(MORB)+辉绿岩岩墙+辉 长岩及其堆晶岩+斜长花岗岩(pl-r)+变质 橄榄岩

洋中脊扩张( 35(一)洋中脊扩张(Mid-Ocean Ridge Spreading)( )(MORS)环境的岩浆岩 )( ) 组合
? 1、洋中脊玄武岩(MORB)为低K2O(≤0.2wt%) 的橄榄拉斑玄武岩(Ol-th) (按玄武岩CIPW四面体分类)为Ol-norm + Hynorm; 斑晶组合为Ol(Fo=73-91)±镁铬尖晶石(Al2O3: 12-30wt%,Cr2O3:25-45wt%),或Pl(An= 88-40)+Ol±镁铬尖晶石,或Pl+Ol+普通辉石 (Wo=35-40,En=50,Fs=10-15);岩相学上 普通辉石是唯一的辉石(即无斜方辉石),和二 个世代的Ol(即斑晶与基质中均有Ol);演化趋 势为th(SiO2-FeO*/MgO图,FeO*(为全铁) =FeO+0.8998×Fe2O3)。

洋中脊扩张( 36(一)洋中脊扩张(Mid-Ocean Ridge Spreading)( )(MORS)环境的岩浆岩 )( ) 组合
? 洋中脊玄武岩(MORB)(在CIPW的四面 体中为ol-th)以低K2O和斑晶组合中普通辉 石为唯一的辉石,以及二个世代的Ol,区 别岛弧拉斑玄武岩、洋岛拉斑玄武岩、大 陆拉斑玄武岩。

37 (一)洋中脊扩张(Mid-Ocean Ridge 洋中脊扩张( Spreading)( )(MORS)环境的岩浆岩 )( ) 组合
2、低K2O、橄榄拉斑玄武岩(Ol-th) 质的辉绿岩岩墙以及均质辉长岩。

38 (一)洋中脊扩张(Mid-Ocean Ridge 洋中脊扩张( Spreading)( )(MORS)环境的岩浆岩 )( ) 组合

3、堆晶岩为纯橄榄岩+橄长岩+辉长岩±洋 pl-r。

39(一)洋中脊扩张(Mid-Ocean Ridge 洋中脊扩张( Spreading)( )(MORS)环境的岩浆岩 )( ) 组合
4、洋斜长花岗岩(pl-r)以低K2O(SiO2-K2O图中的低钾 钙碱(LKCA)),无实际矿物钾长石(Or),拉斑玄武岩 (th)系列(±CA系列)(SiO2-FeO*/MgO图),AC(碱 钙性)和A(碱性)(Peacock碱钙指数),以及Pearce图 解(Nb-Y图,ppm)位于ORG(洋中脊花岗岩)区别于俯 冲环境有关的岛弧和大陆边缘弧中的TTG英云闪长岩-奥长花 岗岩-花岗闪长岩(TTG)类(因为ORG与TTG中的TT均位 于QAP分类中的英云闪长岩区(QAP图中的5区))。

40 (一)洋中脊扩张(Mid-Ocean Ridge 洋中脊扩张( Spreading)( )(MORS)环境的岩浆岩 )( ) 组合
5、变质橄榄岩,以方辉橄榄岩(harz)为 主,加弱亏损的二辉橄榄岩(lherz),Pl 相或Sp(尖晶石)相,以变质结构区别于 堆晶形成的橄榄岩。

41 洋中脊扩张( (一)洋中脊扩张(Mid-Ocean Ridge Spreading)( )(MORS)环境的岩浆岩 )( ) 组合
6、洋中脊玄武岩(MORB)的痕量元素和同位素特征 在球粒陨石为标准的稀土元素(REE)分配图中为轻稀土 (LREE)亏损模式,蛛网图中为大离子亲石(LIL)元素 (包括LREE)亏损模式。 同位素:87Sr/86Sr初始值,0.70229?0.70316 143Nd/144Nd初始值,0.5130?0.5133

42

(二)洋岛环境的岩浆岩组合

? 洋岛拉斑玄武岩(OIT)+洋岛碱性玄武岩类 (OIA)+Na质系列(TAS分类)的夏威夷岩 (TAS图解中的S1区),Ol-粗安岩(S2)和歪长 粗面岩(S3)+粗面岩类+碱性流纹岩+响岩,以 及相应的Na质系列的侵入岩类,包括辉长岩 (ν)、碱性辉长岩、二长辉长岩、二长闪长岩、 二长岩(η)、正长岩(ξ)、碱性花岗岩、霞石 正长岩。 歪长粗面岩(benmoreite)(S3)属粗面安山岩类, 不是粗面岩类。译为歪长粗面安山岩为好。

43

(二)洋岛环境的岩浆岩组合
1、岩石组合上,以宽的岩石组成谱系;出现洋岛碱性 玄武岩类(OIA)洋岛碱性玄武岩类(OIA)洋岛碱性 玄武岩类(OIA)洋岛碱性玄武岩类(OIA);和双峰 式组合(玄武岩-粗面岩-(±响岩)),玄武岩-碱性流 纹岩(±碱性粗面岩))区别于MORB环境的岩浆岩组 合。

44

(二)洋岛环境的岩浆岩组合
2、洋岛拉斑玄武岩(OIT),在矿物学上,Ol只作为 斑晶出现(基质中无Ol),有二种辉石 (Cpx+Opx),有高的Hy-norm,K2O>0.2wt%,以 上述特征区别于MORS的Ol-th。

45

(二)洋岛环境的岩浆岩组合
3、OIA,包括碱性Ol玄武岩、碧玄岩、霞石岩(玄武 岩四面体分类),在矿物学上有二个世代Ol(斑晶和 基质),只有一种Cpx,这种岩相学特征类似洋中脊橄 榄拉斑玄武岩(Ol-th),但是,以有Ne-norm、Alk (K2O+Na2O)高、位于TAS分类图中S1区和U1区, K2O>0.2wt%区别于MORS的橄榄拉斑玄武岩(Ol-th)。

46

(二)洋岛环境的岩浆岩组合

? 4、以缺失或极少量中性岩为特征的双峰式 岩浆岩组合区别于岛弧和大陆边缘弧岩浆 岩组合。

47

(二)洋岛环境的岩浆岩组合

? 5、在SiO2-FeO*/MgO图上为th演化趋势, 在SiO2-Alk图上碱性与亚碱性系列均发育。

48

(二)洋岛环境的岩浆岩组合

? 6、痕量元素球粒陨石标准化图上,对REE 分配图来说,为LREE富集型;蛛网图上 LIL和LREE富集型,并以明显的K谷(相对 于Nb和La)、Nb、Ta峰(相对于K和La) 和Zr谷(相对于Sm和Ti)区别于MORB。 ? 同位素:87Sr/86Sr初始值, 0.70272?0.70651 ? 143Nd/144Nd初始值, 0.5130?0.5123

49

(三)岛弧环境的岩浆岩组合

? 岩浆岩组合为,火山岩以安山岩(A)为主 的玄武岩(b)+安山岩(A)+英安岩(D) ±流纹岩(R)组合;侵入岩以δ+TTG为主 的ν+δ+TTG±γ组合。

50

(三)岛弧环境的岩浆岩组合

? 1、高镁安山岩(HMA)和高镁闪长岩 (HMδ)是识别岛弧环境一种特征岩类, 发育于弧、弧前和弧后;MORS和洋岛环 境中是没有这一岩类的。

51

(三)岛弧环境的岩浆岩组合

? 2、不成熟的岛弧,常称为拉斑玄武质岛弧, b + bA 以玄武岩(b)+玄武安山岩(bA)为主, TH系列(SiO2-FeO*/MgO)>50%;以 TiO2<1.2wt%区别于洋中脊与洋岛玄武岩类。

52

(三)岛弧环境的岩浆岩组合

? 3、成熟的岛弧,常成为CA岛弧, A CA 以安山岩(A)为主,CA系列 (SiO2-FeO*/MgO)>50%。

53

(三)岛弧环境的岩浆岩组合

? 4、堆晶岩,以纯橄榄岩+辉石岩+辉长岩组 合区别于MORS的堆晶岩。

54

(三)岛弧环境的岩浆岩组合

? 5、QAP分类中位于5区(即英云闪长岩区)的花 岗岩类:(a)在不成熟岛弧中常为洋斜长花岗岩 (pl-r)、LKCA(SiO2-K2O图)、拉斑玄武岩 (TH)系列或CA系列(SiO2-FeO*/MgO图)、 C(钙性)(Peacock碱钙指数),它以钙性(C) 区别于MORS洋斜长花岗岩的AC(碱钙性)和A (碱性)。(b)在成熟岛弧中常为TTG组合,中 钾钙碱(MKCA)为主(SiO2-K2O图)、CA系 列(SiO2-FeO*/MgO)。

55

(三)岛弧环境的岩浆岩组合

? 6、痕量元素判别图解: ? (1)对玄武岩和玄武安山岩和相应侵入岩, 在Hf/3-Th-Ta图(图5-22)上,位于火山弧 玄武岩(VBA)区与大陆边缘弧一样,但 区别于其它环境。
Hf/ 3
25

A
36

Hf /Th =3

/T Hf

7 a=
50

B

52

D
80

2 Ta= Hf/
C

.5

Th

Ta

56

(三)岛弧环境的岩浆岩组合

? 6、痕量元素判别图解: ? (2)对SiO2≥56%和实际石英矿物>5%的侵入岩 类(及相应的火山岩类)在Rb-Y-Nb-Ta系列图 (Pearce图解)中,位于VAG区,与大陆边缘弧 一样,但区别于其它环境。
2000 1000 syn-COLG WPG

Rb

(ppm)

100

10

VAG ORG

1 1 10 Y + Nb (ppm) 100 1 000

57

(三)岛弧环境的岩浆岩组合

? 6、痕量元素判别图解: ? (3)在MORB标准化的痕量元素蛛网图上, 岛弧拉斑玄武岩表现为LIL富集,和高场强 元素(Nb、Ta、Zr、Hf、Ti)与REE的亏 损;岛弧钙碱(CA)玄武岩,则表现为LIL 富集的同时,与总体上高场强元素和重稀 土的亏损(为谷)和轻稀土(Ce)和中稀 土(Sm)以及磷(P)的富集(为峰)。

58

型与SSZ型 (四)MORS型与 型与 型 蛇绿岩的区别

型与SSZ型蛇绿岩的区别 ( 型与 型蛇绿岩的区别 59 四)MORS型与
? 1、MORS型蛇绿岩中,为MORB;SSZ型 为IAB,而HMA(δ)为其特征岩类。另外, Peace的Cr-Y图、Cr-Ce/Sr图、Hf/3-Th-Ta 图和Th/Yb-Ta/Yb图,有助于判别这两类蛇 绿岩。
0 .0 0. 24 03 0 .0 43
0. 01 5

08 7

1 40 0 1 00 0 9 00

1 00 0

MORB MORB

C r(p p m )

C r(p p m )

1 00 68

1 00

VAB WPB
27

VAB

0.

WPB

10 (A)

1 01 1

27 40 47

1 00

Y(p p m )

10 0 .01 0 .01 7 (B)

C e/ S r

0 .1 0 .20 0 .31 0 .11 0 .22

(a ) 玄武 岩 的 C r-Y 别 图 判

(b ) 玄武 岩 的C r- Ce /S 判 别 图解 r

0 .1 9

60

型与SSZ型 (四)MORS型与 型与 型 蛇绿岩的区别

? 2、对于斜长花岗岩类来说,MORS型中为 AC和A(Peacock碱钙指数含义)特征的洋 斜长花岗岩,无TTG组合;SSZ型中为钙性 (C)或钙碱性(CA)特征的洋斜长花岗 岩,还出现TTG组合。

61

型与SSZ型蛇绿岩的 (四)MORS型与 型与 型蛇绿岩的 区别
? 3、堆晶岩,MORS型为橄长岩型;SSZ型 则为辉石岩型。

62

型与SSZ型蛇绿岩的 (四)MORS型与 型与 型蛇绿岩的 区别

? 4、地幔橄榄岩,MORS型为无交代作用记 录的变质橄榄岩类;SSZ型则为明显交代作 用记录的变质橄榄岩类(俯冲带上面的地 幔楔的标本)。

63

(五)活动大陆边缘弧环境的岩 浆岩组合

火山岩以安山岩、英安岩和流纹 火山岩 岩为主的组合(少量玄武岩); 侵入岩以TTG和r为主,少量的 侵入岩 Qδ,δ,ν。

64

(五)活动大陆边缘弧环境的岩浆 岩组合

? 1、CA系列(SiO2-FeO*/MgO图)占绝对 优势,>80%,以高碱钙钾(HKCA)为主 (SiO2-K2O图),无负Eu异常的石英闪 长岩(Qδ)、石英二长岩(Qη)、二长岩 (η)、正长岩(ξ)及其相应的火山岩类 广泛发育,微晶闪长岩质包体广泛发育。

65 (五)活动大陆边缘弧环境的岩浆

岩组合
? 2、TTG组合发育于靠海沟一侧,为奥长花 岗岩类演化趋势;γδ-γ组合发育于靠内陆一 侧,为钙碱性演化趋势
An
K Q
20 80

英 云 闪

长 岩

40

60
闪长 岩

花岗

60

岗岩

CA

Tdj CA

40

Tdj

80

二长 花

20
奥长花岗岩 花岗岩

Na (a) 图

Ca

Ab (b)

Or

Ab

20

40

60

Or
80

英云闪长岩-奥长花岗岩系列在K-Na-Ca(a)及Q-Ab-Or(b)图上的演化趋势

Q-Norm >10%

66

(五)活动大陆边缘弧环境的岩浆 岩组合
? 3、以MORB标准化的痕量元素蛛网图上, 除Y和Yb亏损外,其它均富集,LIL为强富 集,高场强元素和轻、中稀土元素总体上 弱富集,在弱富集背景之上,Nb、Ta和Zr、 Hf常显示“谷”形。

67 (六)关于与俯冲作用有关的岩浆

弧的组成极性
? 随远离海沟,和随时间从早到晚,岩浆岩 中在相同SiO2wt%条件下K2Owt%增加, K2O/Na2O比值增加,从SiO2-K2O图上的 LKCA→MKCA→HKCA→SH系列,以及从 → → → 玄武岩和玄武安山岩组合占优势,→以安 山岩-英安岩-流纹岩组合占优势,从TTG组 合→γδ-γ组合,被称为组成极性,它一方面 指示俯冲的方向,另一方面指示地壳成熟 度与厚度的不断增加。

68

(七)陆-陆碰撞环境的岩浆岩组合
? 有两种情况: 1、碰撞期常常缺乏岩浆岩。 2、碰撞期出现岩浆岩,例如青藏高原 65Ma?45Ma时段的林子宗火山岩和同时代 的冈底斯花岗岩类。

69 (七)陆-陆碰撞环境的岩浆岩组合
时 间
碰 撞作 用 (C ollisio n) 碰 撞后 或后 碰 撞(pos t- co llision ) 板 内(intrap late)

(A ): 据Li egeois (1 99 8) 晚或后 碰撞 CA侵 入体 (late o rpo st- collisi on calc-a lkalin e intru s s) ) ion 碰 撞后 碱性 侵 入体 (po s t-col lis ion a lkaline intru s ion s)

(C ):据 邓晋福 等(1 99 6, 199 9)

注意:1、A方案的后碰撞=B方案的同碰撞;A方案的后造山=B方案的后碰撞 2、A方案的同碰撞≠B方案的同碰撞;A方案的后碰撞≠B方案的后碰撞

环境 时期 环境 时期

造 山(oro genic)

造 山后 (p os t -or oge nic)

同 碰撞 过铝 侵 入体 (淡 色 花岗 岩) (S yn-co llision p eralu mino us intr u sio ns ) (B ): 据Harr is et al.(1 986) 陆 间 大陆碰 撞 造山 (I nter-co ntinental collis ion orog eny)

陆 内碰 撞造 山 (I ntracon tinenta l co ll s ion oro geny ) i

造 山后 崩塌 (p os t-oro g enic co llapse)

大陆碰撞造山(conti n ta l c o lli si on o r oge n y En

图 1 与 大陆碰 撞有关的名词术语的三种方案

70

(七)陆-陆碰撞环境的岩浆岩组合
? 总体特征为,早期为大陆边缘弧特征,晚 期是后碰撞岩浆岩特征,其鉴别需要根据 两个大陆之间的洋区消失、沉积建造、大 型构造变形、以及后碰撞岩浆岩出现的最 早时间来限定。

71

(八)后碰撞(post-collision)环 后碰撞( ) 境岩浆岩组合

72

(八)后碰撞(post-collision)环 后碰撞( ) 境岩浆岩组合

? 1、以SiO2-K2O图中钾玄岩(sh系列为主 +HCKA系列的火山岩与侵入岩组合。这个 组合中,常以安粗岩和二长岩(η)为主, 广泛分布无Eu异常REE分布模式,这一组 合标志陆内块体之间的继续会聚方式是分 布增厚机制。

73

(八)后碰撞(post-collision)环 后碰撞( ) 境岩浆岩组合

? 2、以含MS(白云母)、Cord(堇青石)、 Ga(石榴石)为特征矿物的强过铝花岗岩 类,A/CNK≥1.1,这一组合标志陆内块体 之间的继续会聚方式是陆内俯冲机制,即 一个陆壳块体俯冲在另一个块体之下。

74(八)后碰撞(post-collision)环 后碰撞( )

境岩浆岩组合
(1)白云母和二云母花岗岩类,标志其源岩 为泥质岩石,标志俯冲的块体常常是成熟 的被动陆缘型陆壳。

75(八)后碰撞(post-collision)环 后碰撞( )

境岩浆岩组合
(2)Cord和Ga花岗岩类,其源岩为硬砂质 岩石,标志俯冲的块体常常是不成熟的增 生杂岩块体。

76(八)后碰撞(post-collision)环 后碰撞( )

境岩浆岩组合
(3)在Pearce的Rb-Y-Nb-Ta系列图解中位 于同碰撞(syn-COLG)区,但是,此区实 为本项目定义的后碰撞环境。

77

(九)后造山(post-orogenic)环 后造山( ) 境的岩浆岩组合

78

(九)后造山(post-orogenic)环 后造山( ) 境的岩浆岩组合

? 1、双峰式火山岩和侵入岩,双峰式岩墙群, 双峰式意指同时发育镁铁质和长英质岩浆 岩,缺乏中性岩类。

79

(九)后造山(post-orogenic)环 后造山( ) 境的岩浆岩组合

? 2、过碱性花岗岩(发育晶洞构造、高温石 英和碱性条纹长石)与钙碱性花岗岩的共 生。

79

(九)后造山(post-orogenic)环 后造山( ) 境的岩浆岩组合
? 3、后造山脉岩组合与小岩体群,小量岩浆 活动广泛分布。

80

(十)大陆裂谷环境的岩浆岩组合

81

(十)大陆裂谷环境的岩浆岩组合
? 1、双峰式火山岩和侵入岩,其中玄武岩以碱性玄 武岩类(包括碱性Ol玄武岩、碧玄岩、霞石岩) 为主,亦有TH,粗面岩(正长岩)和流纹岩(花 岗岩)中有过碱性成员。

82

(十)大陆裂谷环境的岩浆岩组合

? 2、过碱性花岗岩,无共生的CA-γ。

83

(十一)稳定的克拉通(或)地台 十一)稳定的克拉通( 环境的岩浆岩组合

84

(十一)稳定的克拉通(或)地台 十一)稳定的克拉通( 环境的岩浆岩组合
? 1、金伯利岩(Kimb)、钾镁煌斑岩、碳酸 岩。

85

(十一)稳定的克拉通(或)地台 十一)稳定的克拉通( 环境的岩浆岩组合

? 2、大陆溢流玄武岩及相应的层状基性侵入 体。

86

(十一)稳定的克拉通(或)地台 十一)稳定的克拉通( 环境的岩浆岩组合
? 3、环斑花岗岩(狭义的环斑花岗岩)、斜 长岩与钾质-超钾质火山岩类。

页 码

行数 图 5-4 说明中第 1-2 行

印误 3a 钾长花岗岩或普 通花岗岩

改正 3a 正长花岗岩 /石英斜长岩 6*,7*,8*,9*,10* 6,7,8,9,10
8 2

196

侵入岩 区技术 要求勘 误表

图 5-4 说明中第 5 行 ;似长岩 6,7,8,9,10 图 5-4 说明中第 3-4 行 图 5-4 说明中第 5-6 行 6*,7*,8*,9*,10*

8

201

图 5-7
2

即删去柱 2 中的斜线 216 219 226 228 229 234 236 表 5-14 Gd 元素之原 始地幔一栏 13 行 14 行 15 行 15 行 倒数第 2 行 倒数第 4 行 图 5-24 9行 0.296 碱钙性到钙碱性 钙碱性到钙性 QP 体上 SiO2 ≥56%的侵入岩类 钙性或钙碱性(C) 见附表 图例下面补充 5-26 0.596 碱钙性与钙碱性 钙碱性与钙性 QP 线上 SiO2 ≥56%以及石英实际矿物含量 >5%的侵入岩类 钙性( C)或钙碱性( CA) 见附录 注意:投影此图解,要求 Q-norm (CIPW)>10%者 删去不要

图5 237 -29 图 6行 倒数 第4

图 5-29 图 名…… 方框的圈 各类岩石……

图 5-29 图名改为:A(Al2 O3 -Na2 O-K2 O)-M(Mg0)-F (FeO(T))三元系判别图解(即计算出三元系中 MgO、 FeO(T)值后投影) 方框所圈定的 文字无误,但要另起一段 图 5-30 图名改为:A(Al2 O3 -Na2 O-K2 O)-C(CaO)-F ( (Mg0+FeO(T)) )三元系判别图解(即计算出三元系中 CaO、[MgO+FeO(T)]值后投影) 的 钙碱性实为偏铝 含义均可用图 5-31 判断 蛇绿岩 (Na2 O)-2.0>w(K2 O) (w(Na2 O)-2.0<w(K2 O)) 或 者统称为酸性岩

侵入岩 区技术 要求勘 误表

238

行 图5 -30 图 倒数 第一 行 1行 图 5-30 图 名……

241

? 钙碱性为偏铝 含义亦同图 5-31 蛇纹岩 (Na2 O)-2.0≤或 ≥w(K2 O) (w(Na2 O)-2.0≤或 ≥w(K2 O)) 或酸性岩 (SiO2 ≥63wB%)之 后补充

244

2行 3行 4 5 18 19

596

谢 谢!

造山环境

非造山环境

代号 环境

IAG 岛弧花岗岩(island arc granitoids)

CAG 大陆弧花岗岩(continental arc granitoids)

CCG 大陆碰撞花岗岩 (continental collision granitoids)

POG 后造山花岗岩(postorogenic granitoids)

RRG 裂谷型花岗岩(rift related granitoids)

CEUG 大陆造陆隆升花岗岩 (continental epeirogenic uplift granitoids)

OP 大洋斜长花岗岩 (oceanic plagiogranites)

实例

巴布亚新几内亚-所 罗门群岛

内华达岩基,爱达荷岩基

北喜马拉雅和高喜马 拉雅,南布里坦尼

埃及 奥斯陆裂谷, Wichita山脉 尼日尔,尼日利亚

Karmoy蛇绿岩

长石类型

两种长石, Perth<Plag

两种长石, Perth<Plag

两种长石, Perth≈Plag

两种长石, Perth≥Plag

一种长石, Perth±Ab (原生?) ≤Or50

一种长石, Perth±Ab (原生?) ≤Or50

一种长石,斜长石

条纹长石成分 (摩尔)

>Or75

>Or75

>Or75

>Or75

-

斜长石成分

更长石-中长石

更长石

更长石

更长石

钠长石

钠长石

更长石-中长石

暗色矿物类型

黑云母±普通角闪 石±辉石

黑云母±普通角闪石±绿帘 石

黑云母±白云母±电 气石±堇青石±矽线 石±石榴石

黑云母±普通角闪石 或黑云母±白云母 黑云母±普通角闪石±辉石 或碱性闪石±黑云母±普通角闪石±辉石

普通角闪石±辉石

H+/B+* M+/B+**

~<0.20~2.5 -

~<0.20~2.5 ~<1.3

~<0.20~2.5 ~>1.3

~<0.20~2.5 ~<1.3

~>2.0~2.5 -

~>2.0~2.5 -

~>2.0~2.5 -

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;

15 花岗岩类形成构造环境分类及其矿物学特征表


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