花岗岩构造研究进展及发展趋势

★ 自赫顿（Hutton，1788，1795）讨论花岗岩问题开始至今已有200多年；

★ 花岗问题之所以被重视是因为：

1．花岗岩与矿产，特别是稀有、稀土及有色金属矿产有密切的关系。

2．花岗岩的产生及其成因与地幔对流、地壳运动及地球的演化有十

分重要的联系，是研究地球及其动力学的“探针”或“窗口”。

★ 以往的研究一直偏重于：

花岗岩岩石学、岩石化学、同位素年代学、花岗岩成因与成矿关系等领域，而对花岗岩岩体的内部构造、岩体构造与围岩构造以至与区域构造及大陆演化之间的研究，十分薄弱。

★ 花岗岩构造研究历史：

1．德国H.克鲁斯（H.cloos）：他研究了德国的侵入体后于1921年发表了《深成火成现象的

机理》一书，成为独立研究侵入体岩体构造的奠基作。他根据花岗岩体的破裂构造与流动构造的关系提出了：Q—横节理；S—纵节理：L—层节理：STR—斜节理。

2．苏联学者A.A.波尔卡诺夫研究了苏联北部侵入体，并于1928年在列宁格勒大学开设了《侵入体构造分析》课程。

3．A.马奇(A.March，1932)、R.鲍克(R.Balk,1937)：提出了侵入岩体“原生的”和“次生的”构造及判别准则，奠定了花岗岩类岩石学的基础。

4．H.A.叶利塞耶夫（1958)：出版第一本将侵入体构造分析与显微构造分析结合起来的构造专著《构造岩石学》。

5．Shaw（1965，1969），N.C.Gay（1968)，E.Nickel（1967)，H.H.Lambert（1967)等人的有关刚性颗粒变形方式、岩浆侵位机制、岩浆侵入等著名实验，为花岗岩构造分析提供了重要的实验依据。

★ 廿世纪七十年代以前状况：

有关花岗岩构造分析的文献与实验研究，比起变质岩的构造岩的研究来说，少得可怜。而且主要限于花岗岩体流体和组构这两个领域，这与花岗岩问题在地质科学中的重要位置极不相称。

★ 廿世纪七十年代以来：

由于当代地质学方法、流变学理论和实验模拟、数学模拟技术的引入，花岗岩构造研究取得了长足的进展。尤其是在花岗岩定位时的流变性质、上升机理、侵位机制等方面，一定程度上澄清了长期以来困扰地质学家的花岗岩的“空间”和“驱动力”等问题。

★ 廿世纪九十年代以来：

岩浆动力学及其与地球动力学的关系，花岗岩体的侵位机制及其板块构造、地壳增生、成矿作用已成为花岗岩体构造研究的前沿和热点。

一、确立了一套行之有效的花岗岩工作方法

★ 这种方法就是：按侵入体—单元—超单元—岩基段等岩石谱系单位的原则进行等级体制的岩性—地层填图方法。

★ 这种方法强调：在区域地质填图中，要详细研究岩体的侵位构造、岩体变形构造以及围岩的变形构造、接触带构造及接触变质矿物的显微构造等。在此基础上对岩基或大型深成岩体进行解体，划分出一系列不同等级的构造—岩浆单元，建立花岗岩类的等级体制。

★ 这一方法先后得到北美地层命名委员会（NACSN，1983）；

国际地科联地层委员会国际地层划分分会（ISSC，1987）的肯定。

★ 并陆续写进许多教课书中（Hughes，1982；Best，1982；Mcbirney，1984；Hyndman，1985；Middlemast，1985；Wilson，1989）。

★ 地层指南（沙特阿拉拍DMMR，1984；挪威地层委员会NSC，1986）

★ 地质词典（Bates和Jackson，1987）

★ 方法指南（ГοБРеДοВ，1988，高秉璋.等，1991）中。

★ 各国或地区岩石谱系单位的划分方案及与岩石地层单位的对应关系

	岩石谱系单位					岩石地层单位
	中国（1991）	皮切尔、科宾（1972）（秘鲁海岸岩基）	贝特曼、道奇（1970）（内华达山脉岩基）	北美地层指南（1983）	苏联1：5万区调规范（1988）	岩石地层单位
正式单位	超单元组合	岩基段		超岩套	侵入杂岩巨序列（巨岩套）	超群
	超单元	超单元	序列	岩套	侵入杂岩序列（岩套）	群
	单元	单元	组	岩簇（或岩谱）	侵入组合群（杂岩组合）	组
	单元	单元	组	岩簇（或岩谱）	侵入组合（系列）	组
			（侵入体）		侵入杂岩（体）	段
			（侵入体）		侵入体（岩群）	段
非正式单位	侵入体
不具等级意义的单位	岩浆杂岩

二．对传统的原生流动构造概念及其形成机制的争论，促进了人们对花岗岩构造更深层次的认识

★ A.R.伯根(A.R.Berger)和W.S.Pitcher(1970)把流线构造改称线理；把流面构造改称叶理。即把原生构造改称为变形构造。

★ 同时，人们一直把构成定向组构的晶体是否发生过晶内变形作为区分流动构造和变形构造的标志。

卡斯特罗(A.castro，1987)对这种判别标志持否定态度；

他认为在大多数的情况下边种区别是不相干和不现实的。

★ 两种观点：

1．正因为上述原因，伯根和皮切尔（1972）等人建议，在花岗岩构造研究中应取消“原生”和“次生”这两个不受欢迎的术语。

2．S.R.paterson（1989）等人不同意皮切尔的观点，认为区分岩浆流动面理与构造面理“

对于了解侵入体侵位的时间和方式是重要的，并影响到对围岩内变质作用和构造意义及时代的解释”。

★ 值得注意的是，最近Pitcher（1987）除坚持变形观点外，也同意流动似乎曾不知不觉地参加了固态下的韧性变形。

★ 看来，这场由pitcher等人引起的否定“原生”流动构造的争论，似乎以pitcher的让步而告一段落，但在这场争鸣中，人们对岩浆的流变学行为的认识更为深刻了。

三．花岗岩侵位的“空间”问题得到初步解决

★ 近来大量的研究表明，巨量花岗岩的侵位主要与伸展作用和走滑作用有关，达到地壳深处的剪切带可以为岩浆上升侵位到较高的地壳层次提供通道。而侵位可能更主要地与伸展作用有关。

地壳的伸展和拉分是一种很普遍的构造作用，岩体侵位于活动的伸展剪切带所需要的巨大空间较易解决。

★ Paterson.S.R(1993)在研究了大量的天然岩体侵位之后,从围岩物质迁移的角度对空间的产生提出了新的解释。

他认为，在不增加地壳体积的前提下，只有两种途径可以制造空间：（1）莫霍面降低；（2）地壳表面的位移。

他提出所有“制造空间”的机制都可看作是不增加地壳体积的物质迁移作用（Materal transfer processes，简称MTPS）他将这种物质迁移作用分为近场和远场两种。

近场物质迁移作用（MTPS）局限于岩体周围的构造变形晕圈内，主要表现为围岩物质的韧性流动，如顶蚀作用，火口陷落等侵位机制。

远场MTPS则指围岩物质从最近的构造晕圈向地球表面或岩浆源区迁移。如气球膨胀作用中围岩物质从岩浆层或从岩体周围向外运移（图）即属这类。气球膨胀机制是通过侵位岩浆本身膨胀或横向拓宽把周围的围岩压扁缩小而扩大自己的空间，由于岩浆侵位时岩体规模较小，一般只占现有体积的30-40%，即岩体现有体积的大部分是通过横向拓宽把围岩压缩而扩大自己空间的。

★ 如何定量计算岩浆侵位空间

最近西北大学王涛（1999，2000）博士将岩浆的侵位空间问题归结为由（1）主动膨胀；（2）构造扩展；（3）岩浆侵吞作三单元构成。并以秦岭造山带核部最大的灰池子花岗岩体为例计算了该岩体侵位过程中上述三端元各取得的空间。其中：

a.根据岩体围岩应变标志体的三维有限应变测量计算出岩浆主动膨胀压缩围岩开辟的空间占岩体体积29%；

b.通过同位素、微量元素等多种方法模拟计算该岩体壳源占36%，幔源占64%，围岩捕虏体约占总体积的2%，由此推测岩浆对围岩的侵吞作用共获取了38%的岩体空间；