关于花岗岩内岩浆流面和构造面理区分准则的评述

花岗岩内的面理形成于岩浆流动,“准岩浆流动”、高温固态变形及中,低温固态变形.关于花岗岩内的面理是由岩浆上升期的流动和底辟侵位及侧向扩张时的流动形成的,还是在与区域变形同时,侵位过程或在侵位之后的区域变形中形成的,在过去的文献中,没有提出过有效的区分准则。然而由自形岩浆矿物定向排列而厘定的面理,尤其当这种面理平行于岩体的内外接触带时,可以证明是岩浆成因的。岩浆底辟的“气球膨胀”或扩张期间形成的面理,也可确定为岩浆成因的,虽然有些学者指出可能有固态变形出现。如果如此,我们将希望能找到晶体-熔体系的变形及高温条件下固态变形的证据。同构造面理的有力证据是岩浆流面与高温固态变形面理近于平行.这些面理与围岩中的区域面理一致,并在围岩内存在同构造变斑晶,火成矿物与伴随区域劈理产生的变质矿物同期生长。如果花岗岩内的面理是由变质矿物厘定的,而火成矿物无定向排列,且面理与侵入体接触界面局部以高角度斜交,而与围岩中的区域性劈理相连时,则说明该面理是构造成因的。     

巴西东北部伯南布哥州的新法曾达和伯南布哥剪切带花岗岩的岩浆侵位、剪切带的成核作用及演化

新法曾达和塞拉达岩基以及托里塔马侵入体在巴西东北博尔博雷马省的东部形成了一个巨大的花岗岩地块。NE—SW走向的新法曾达左旋平移剪切带(FNSZ)切割了3个花岗岩体之间的接触带,3个岩体的内部及靠近它们附近的岩石发生了变形。塞拉达Japeganga的南边是右旋东西向的东伯南布哥剪切带(EPESZ)。新法曾达的塞拉达Japeganga杂岩向上长英质单元组分逐渐增多,杂岩的内部构造反映了岩浆房中垂向上呈展状的原始岩层。局部强烈不协调的接触关系,围岩中普遍缺失与剪切有关的变形,以及在远离FNSZ和EPESZ处侵入体的内部岩浆组构不受剪切带控制,这些特征表明岩浆侵位先于剪切带的活动。但是,岩浆的结晶与剪切带的活动同时,这可以从在靠近剪切带处岩浆叶理发生旋转以及岩浆逐渐过渡到固态变形组构中看出来。在侵入体结晶期间或之后,剪切带控制了后续岩浆囊的上升和侵位,然后在FNSZ和EPESZ中形成了岩脉群。岩脉中的镁铁质岩脉占主导,表明在剪切带的活动期间,剪切带向下延伸到了上地幔。以前的观点认为,断层带控制着侵入体的上升和就位方式。但是,本文报道了一个用于解释花岗岩与走滑断层普遍共生的新观点。博尔博雷马省的几个陆内剪切带的成核作用是由于与先存岩浆房伴生的热异常的结果。不完全结晶的岩浆体造成了地壳流变的明显不均一性,这可能引发了应变局部化和剪切带的成核作用。     

芬兰西南的land地区瑞芬造山期后花岗岩类侵入体中玄武质与花岗质岩浆间的相互作用

Lemland侵入体是产于芬兰西南地区的四个造山期后花岗岩类侵入体之一,侵入体主要由斑状花岗岩和基一中性岩组成,它们显示出双峰式岩浆作用的性质,引起网脉化,形成混合岩. 近来对Lemland侵入体南边部分的研究揭示,基一中性岩形成一环状构造,在环状构造中,岩石可暂分为三个组合:(1)斑状花岗岩中的细粒镁铁质枕状体;(2)混杂基体中含镁铁质包体的混合岩;(3)中粒镁铁质岩。本文认为这种具不同单元的环状构造是从搅动的带状岩浆房中侵位形成的,而不同的岩石组合是由于岩浆的物化性质不同造成的. 岩浆间相互作用的过程,以基性岩浆侵入到上覆的酸性岩浆中,并在其中形成基性枕状体开始,在向上移动的过程中,在基性岩浆留在后面的地方,基性的和酸性的岩浆迅速地混染和混合,形成的混合岩浆侵入到镁铁质枕内,这种镁铁质枕在靠较冷的酸性岩浆一侧形成一隔离边。环状构造中部的中粒镁铁质岩被认为与细粒镁铁质岩为同一种岩石,其较粗的粒度取决于较长的结晶时间.这种岩石被混合岩浆回复脉入和角砾化,形成巨形角砾。在这之后,酸性岩浆继续活动,在镁铁质岩石和混合岩中形成切割的岩墙.     

加拿大太古代金矿床上富磁铁矿的长英质侵入体的共生关系

加拿大地盾苏比利尔省的太古代金矿床在时间和空间上往往与具有磁性的长英质侵入体共生,与其它大多数太古代地体中的长英质火成岩相比,磁铁矿的含量高。发现的金矿实例有赫姆洛、红湖、哈克-胡洛威、密西比苏湖、维瓦-密萨纳比、格拉顿、麦它其旺以及东波斯魁凯迪拉克等地。这些太古代侵入体可与显生宙伴生金属矿化的磁铁矿系列侵入岩和容有富金斑岩矿床的磁铁矿系列侵入岩相对比。有证据表明金矿化与产生特定岩浆的一定的构造背景有关。两者共生说明成矿组分或者来自侵入体,或者来自深部控制岩浆定位和流体流动的扩容带。鉴别富磁铁矿的长英质侵入体有助于在普查区域内寻找太古代金矿床。     

关于副矿物成分的新资料

从所引用的资料中可看出副矿物的两个相当稳定的主要特点:1.它们继承了母岩或母岩浆的地球化学特殊性;2.因为大量副矿物是在晚期岩浆中析出的,所以其成分的特点便反映了成矿元素是在晚期形成阶段富集的(或者缺少那些成矿元素)。这就说明了,为何含矿侵入体中副矿物的某种成矿元素的含量通常高于平均值。     

加利福尼亚Bear山脉断层带中深成岩同构造侵入的证据

在加利福尼亚西变质带的Foothills地体中,Bear山脉断层带(BMFZ)为一复杂的多次变形带,它的活动使Guadalupe火成杂岩(GIC)和Hornitos深成岩的复式镁铁质—长英质花岗岩类在岩浆温度—高角闪岩相温度下发生变形.高温变形的证据包括,在GIC变形岩石中的同变形期重结晶集合体内有斜方辉石、单斜辉石和褐色角闪石产出,在BMFZ内接触变质围岩中董青石—钾长石混合岩的褶皱轴面内有熔融浅色体产出.远离BMFZ,GIC中的复式花岗岩类没有显示出岩浆流动的证据,因此,BMFZ中GIC花岗岩类的变形完全是由于固态流动引起的。这说明,在BMFZ糜棱岩化变形之前GIC就侵入了.在Hornitos深成岩中,复式花岗岩类显示出较弱的固态变形而其中的包体则强烈拉长,表明这是岩浆流动引起的.尽管在很多地区也出现了后来的固相线下的变形.支持Hornitos深成岩中有岩浆流动的证据还包括斜长石板状晶体和柱状角闪石颗粒具有空间取向,以及拉长状斜长石颗粒重结晶集合体的双晶具优选定向性.远离BMFZ,区域变质程度较低,表明高温变形与变质的热来自侵入体. U/Pb锆石年龄与GIC和Hornitos深成岩的侵位以及BMFZ中的变形是一致的,约为150Ma.变形花岗岩类叶理中角闪石的~(40)Ar/~(39)Ar年龄以及接触晕岩石叶理中黑云母年龄均表明,BMFZ中的深成岩和围岩仍保留了足以使角闪岩达到高绿片岩相的热条件.这种热条件在深成岩侵位后还可持续5～15Ma.     

加拿大不列颠哥伦比亚省内斑岩铜-钼矿床的成因及其构造模式

不列颠哥伦比亚省的矿床成因研究是根据1200多个矿床的资料进行的.这些资料包括所记录的金属与金属矿物、沉积岩与火山母岩的年龄和岩性以及任何有关的花岗岩类侵入体的性质.对这些资料的分析确定了斑岩矿床金属的双峰态来源.铜、钼源于原生花岗岩类熔融体,铜/钼比值则反映了此熔融体的成分.铅、锌、银、金产于斑岩侵入体周围的脉中,这些脉的金属含量受脉围岩的岩性控制.岩百学的制约意味着花岗岩类主要是深源地壳熔融成因.这样,我们就运用斑岩的分布与各不相金属比值来确定地壳深部构造图,因此就构成了构造模式.两个主要的火山-深成弧(海岸的:侏罗纪-早第三纪;Takla:三叠纪)产于两个俯冲带上.伴生底板的深熔作用产出了含铜斑岩.山间带的铜-钼斑岩是由混合火山岩、火山碎屑岩及碎屑沉积岩的深熔作用而产生的.这些岩石是在侏罗纪时期沉积于由两个岩浆弧圈闭的洋壳碎片上的.     

利用多阳离子参数对花岗岩系作成因解释

由de la Ronche 和他的同事提出的多阳离子图划分了不同构造环境的花岗质岩石的成分。该图表明,花岗质岩石在一个造山旋回从始到终有系统的变化,最终导致形成碱性岩浆。根据矿物成分向量分析研究了形成岩浆可能的来源物质和机制。这些研究说明,一些花岗质岩系是由两个阶段的作用形成的。首先,单斜辉石、橄榄石和钙质斜长石从拉斑玄武质的基性源中分离结晶形成一种中性成分的岩浆。这种岩浆再间或受到长英质岩浆混染,继而原地分离形成花岗质岩系中的独立侵入体。     

花岗岩侵位及其相关构造的述评

花岗质岩浆是在重力和水平构造活动的综合作用下侵位于上部地壳的。自然界侵入体具有与其上升和侵位的动力学历史密切相联的各种构造型式。为了系统解释所包含的侵位机制,就必须将自然界的构造型式与实验和数值模型进行对比。根据对自然界的、实验的、数值模型和理论方面的研究,我们得到了有关地壳内花岗质岩浆上升和最终定位问题的重要结论。本文将评述有关文献曾提到过的主要侵位机制,即穹窿作用、底辟作用、气球膨胀作用、岩浆顶蚀作用、破火山口陷落和岩脉扩展作用。岩脉扩展是岩浆从地壳深部和上地幔向上迁移的最有效的作用。根据现代岩脉扩展理论,在地壳深部也能发育使岩脉扩展和岩浆上升的张性断裂。在造山区,如果在岩浆侵位期间有区域变形作用同时活动,岩浆将通过狭窄的通道或容脉裂隙到达上部地壳,并呈不整合的上地壳深成岩体或气球膨胀深成体的形式聚积于最终的储存库内。     

煌斑岩能否解决中温热液金矿床的成因争议

钙碱性煌斑岩与中温热液金矿床(太古代到第三纪)之间的共生在世界范围内正日益被人们所认识。在中温热液金矿床中,煌斑岩不仅与矿化带共空间,而且与矿化同时间。我们提出的假说认为煌斑岩是从深地幔富Au源岩中搬运Au的载体,因为深地幔遭受广泛的地壳作用,生成长英质岩浆或将其金释放到中温变质热液系统。这种模式不仅可缓解现有中温热液矿床的岩浆模式和变质模式之间的矛盾,而且还可解决金矿床和长英质(斑岩-花岗岩类)侵入体之间的不确定关系,因为煌斑岩可能相当二者的母体。金矿床和煌斑岩的共生,意味着在碰撞后的造山带、岛弧、斜俯冲或地堑环境中,特深处的岩浆作用反复伴有金矿化作用。这对于矿化的太古代绿岩带的晚期演化具有特别重要意义,对于金矿床的成因也具有普遍重要意义。     

英国北部湖泊区内Shap地区磁性组构的研究

在Shap花岗岩及热晕圈内,外侧围岩中,利用磁化率各向异性方法测定了50个点共280块岩心标本.花岗岩体内各个岩心标本的磁性组构均显示出不同大小磁铁矿颗粒的优选定向方位.这个组构是在岩浆缓慢上升和随之而发生的冷凝期间形成的.在紧靠Shap花岗岩接触面的变质岩中,磁性组构反映出在与花岗岩接触面近正交方向上存在有弱的轴向缩短.在热变质晕圈内,远离花岗岩的奥陶纪和志留纪岩石具磁性组构扁椭球体,其陡倾的磁性面理走向大致为NE-SW向,平行于区域加里东劈理面.这说明在花岗岩内观测到的磁性组构是与岩浆侵位时间有关的原生产物,而岩浆侵位发生于加里东造山运动的主压作用期后.花岗岩对围岩的影响主要是热变质和仅限于花岗岩体周围很窄范围内的机械变形.     

火成岩侵入作用的物理机制

火成岩有两种主要型式:深成岩和火山岩.深成岩是在挤压构造应力状态下侵位的侵入岩,火山岩则是大量的岩浆在引张构造应力状态下经由断裂控制的岩墙构造而喷发的.那些典型的侵入现象可根据岩石圈动力学-热力学状态、浮力性质和起源以及岩石半固相流动的力学性质等物理参数加以讨论.根据典型参数的技术要求并借助于动力学-热力学结合的物理近似法提出了二维数字模型.采用浮力驱动式底辟侵入体的模拟,以推导出那些能够控制侵入体在不同粘度条件下上升和侵位的主要参数.提出了岩床型和岩基型构造,并讨论它们对力学和物理条件的依赖性.     

泰国中部锡矿的成矿作用——成因概念

泰国中部的锡矿化产于泰-缅交界处山脉中的花岗岩(西部组)中.曼谷东部的花岗岩侵入体和柬埔寨边境附近的花岗岩(东部组)则没有锡矿产出.结晶分离作用是基本的成岩作用,并控制着两组花岗岩的演化.西部组的含锡碱性长石淡色花岗岩表现出分异的最终程度,而在东部组找不到这样相应的岩性特征.这些淡色花岗岩是岩浆结晶分离作用(具原生锡富集特征)、并受到流体改造作用所联合作用的产物.流体作用导致了锡的次生.地球化学贫化,又受到裂隙系统内锡的再分配(即矿化作用)而平衡.这种淡色花岗岩的锡贫化方式对于已知成矿系统提供了锡的远景标志.     

再考查深成岩体侵位作用

以前有关深成岩体的侵位研究都试图解释岩体侵位空间如何形成。事实上,幔源岩浆侵位期间在地壳中“制造空间”的途径不外乎:(1)莫霍面降低;(2)地球表面外移。其它的“岩体侵位机制”均是不增加地壳体积的物质迁移作用(MTPs)。得到广泛引用的“同心带状气球膨胀岩体”侵位时的MTPs是岩体附近围岩的韧性流动。这类深成岩体附近可能形成的构造和总应变与岩体的三维形态、接触变质带的宽度以及岩体是否为刺穿底辟有关。对于非刺穿底辟,还与岩体运移区半径有关。我们重新考查了几个这样的岩体,并计算了韧性流动引起的物质迁移总量。围岩流动需要的物质迁移总量没有大于40％的情况,多数为15％～35％。围绕这些岩体的接触带很窄,应变亦很低,反映这些深成岩体主要是一些具有较窄(0.1—0.4个岩体半径)的整合或不整合接触带的岩体。天然岩体接触带中的应变与底辟力学模型中的应变相比,至少小一个数量级。我们认为,球形体底辟上升模型与同心带状岩体之间的相似是表面上的,因为模型太简单了。事实上岩浆的上升和侵位需要多重近场和远场MTPs。MTPs将随深度、与岩浆之间的距离及时间等显示梯度变化。近场MTPs速率必定是快速的,而远场速率可能接近于造山作用的长期平均速率。     

用侵入体年龄确定区域变形的时代——通常所用标志中的问题

通过对加利福尼亚中内华达山脉富特希尔斯(Foothills)岩带内的构造前侵入体的研究,结合对同构造和构造后岩体研究成果的评述,表明不能用单一标志来确定岩体侵位与区域变形的相对时间先后。通常所用的标志是,岩体是否发生了变形,是否切割区域构造,是否伴生有在区域构造之后形成的变斑晶。然而,所有的三类侵入体都可能:(1)变形或未变形;(2)有切割围岩构造的接触带;(3)其接触变质带中有显示不同时间关系的变斑晶。由于这些标志意义不甚明确,因而特别需要仔细研究整个岩体及围岩中的构造,尤其要注意岩体接触带与区域构造呈高角度相交的区域。从这种意义上说,变斑晶-劈理关系是一个重要的工具,但应用时也须谨慎行事。     

一种确定再充填岩浆房体积比的实用岩石学方法

本文描述了热的原始岩浆再次充填到岩浆房后,如何确定新脉动岩浆在岩浆房中所占体积比的方法。该方法的依据是晶体含量变化和由于温度平衡而产生的斑晶环带。对斑晶环带、冷凝岩浆包体中填隙玻璃成分及冷凝混合岩浆中镁铁质条带的研究证明:在两种岩浆完全混合之前,它们的温度先达到了平衡。如果这些岩浆彼此有成因联系(例如分异的岩浆和热的初始熔体),那么会形成残余岩浆与斑晶边缘之间的成分平衡。温度增加形成矿物反环带成分变化区间,冷却形成正环带成分变化区间,以及实际矿物成分的变化均可用来估计放热量和吸热量,从而也使估计岩浆房中每一种岩浆所占体积比成为可能。根据热力学方面的知识将这种方法运用到Kurile-Kamchatka岛某些混合成因的火山岩系中,得出侵入到酸性岩浆房中的镁铁质岩浆的比例决不会超过主岩浆体积的10％。然而,实际观察发现,应加入的镁铁质端员岩浆可达到25％～50％。研究表明,产生这种矛盾的原因是镁铁质多孔泡状岩浆包体向岩浆房顶部上浮,这些包体集中在岩浆房顶部出口处,并在喷发过程中进一步与主岩浆混合(由于强制对流)。     

根据岩浆弧内各种作用速率推断深成岩体侵位和围岩变形的时限和性质

岩浆弧建造和大多数深成岩体侵位主要发生在构造活动区.因此,要想了解岩浆弧及相伴的深成岩体-围岩系统的发展演化历史,关键是估算构造和岩浆作用速率.对地壳浅部到中等深度岩浆弧的各种作用持续时间和平均速率的最佳估算结果如下:(1)岩浆晶体生长速率为10~(-4)cm/a;(2)变质变斑晶的生长速率在10~(-5)～10~(-2)cm/a之间;(3)岩浆长期补给率10~(-1)km~3/a,短期补给率350km~3/a;(4)铁镁质深成岩体底辟上升速率1～3m/a;(5)深成岩体冷却到围岩的温度需10~5～10~6a;(6)深成岩体在短期内最终结晶需要完全冷却;(7)断层位移速率3cm/a;(8)在断裂带内产生劈理需小于10~6a的时间、10~(-13)s~(-1)或更高的应变速率;(9)产生区域劈理需要10~6a、10~(-14)s~(-1)的应变速率.从这些速率看出,出现在岩浆弧内的各种作用进行的相对较快:深成岩体侵位、劈理发育等仅用了几万年到几百万年的时间.然而,地壳浅部深成岩体的上升和结晶速率一般小于断裂大位移或普遍发育劈理所需的速率.在地壳深部或在经历了快速应变的带内,各种作用的时间间隔相接近.因此,侵位于经历过快速应变的地区或较深地壳层次的深成岩体与侵位于地壳浅层次或经历过缓慢应变地区的深成岩体相比,虽然在其它方面具有类似的特征,但构造型式则完全不同.对比这些资料发现,如果不考虑快速应变率或复杂变形机制,围岩交形速率是深成岩体侵位期间其它构造作用速率的控制因素.我们赞同岩浆在10~5～10~6a内缓慢迁移的侵位机制,但需要进一步考虑.最后,我们证明了深成岩体-围岩系的构造和其它特征与包含的各种作用速率有关,而这些速率对我们和他人共同提出的定时性准则影响很小或不影响.     

金伯利岩岩浆作用物理学

本文提出了金伯利岩岩浆作用的一种深成阶段底辟-裂隙模式.在地幔中由于化学对流形成了垂向延伸的热底辟上涌.这种底辟提供了在高压条件下裂隙形成和扩展的必要条件,即产生高的差异张应力和足够量的熔体.裂隙扩展是从200-300公里深处底辟顶部的岩浆房开始的.但只有在软流圈底辟体上部没有高程度部分熔融的地区,即只有在地盾区,裂隙才能到达地表.裂隙宽度大约是1-5米,裂隙中岩浆粘度η～10-10~3泊时,岩浆流动速度约为10-30米/秒,这样的速度足以使金伯利岩中的金刚石保持准稳态.岩浆的多次爆发特别是金伯利岩岩浆多次爆发可以由岩浆房围岩应力衰减过程来解释.本文也讨论了金伯利岩的侵入机理中挥发份的作用及受剪切的捕虏体的形成问题.     

同花岗岩有关的Sn、W脉化学演化过程中流体缓冲和围岩作用

大多数热液 Sn、W 矿床是以与浅成高分异花岗岩侵入有关的脉岩和角砾岩为主岩.流体包体与同位素证据表明,矿液与接近岩浆温度的岩浆源岩相平衡.并可能含有大量原生岩浆流体成分。成矿作用在一变化的、通常是低温区间内发生.大多数矿床在400℃以下形成,某些可低至250℃。矿脉共生演化时.一般伴随着温度下降。文章还描述了热的、高盐度流体与冷的、盐度较低的天水发生沸腾和/或混合的现象。长英质主岩的围岩蚀变一般含有白云     

花岗岩中的次岩浆显微裂隙

比利牛斯深成花岗岩中的显微构造表明,斜长石晶体在有熔体存在的情况下就发生了破裂作用.这一现象主要由充填裂隙的石英和/或长石显示出来.电子探针分析证明:填隙长石除成分与环带状斜长石的边缘成分一致外,还随熔体分馏作用减少而更具酸性,裂隙是花岗岩处于次岩浆状态(即岩浆中的熔体量小于岩浆流动所需要的临界值)时,由相互接触的颗粒之间的应力集中所造成.从岩石学角度来说,物质成分的共结性最差,就最易发育次岩浆裂隙,这是因为在冷却期间少量的熔体可以在很大的温度范围内存在.显微裂隙与流面斜交的强烈趋向,可能成为岩浆剪切方向的新判据.