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花岗岩的来源

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花岗岩的来源

作为大陆的标志性岩石,花岗岩构成大陆上部地壳的基础,且泰兴花岗岩的形成过程通常与大陆的构造作用、变质作用和成矿作用密切相关。从地质科学尚处于摇篮阶段的18世纪起,花岗岩成因问题就是众多争论的主题。有关花岗岩成因的论战,可见Gilluly(1948)、Pitcher(1993)和Young(2003)等人的论著,在此不一一列举。需要提到的是,自板块构造理论在20世纪60年代问世以来,有关花岗岩成因的诸多解释,都被置于板块的理论框架中去重新认识。在许多情况下,认识似乎趋向一致,但实际争论仍在继续。

鲍文(Bowen)(1914,1922,1948)的玄武岩浆结晶分异理论的误区,是将矿物结晶顺序与岩浆岩从基性到酸性的岩石序列相结合。实验结果证明,玄武岩浆的结晶分异只能产生很少量的残余花岗质熔体,这与野外存在众多花岗岩的事实明显冲突(Holmes,1926;Read,1957)。矿物反应系列实际可以应用到不同组分的岩浆系统。换言之,从岩浆系统中晶出的不一定是基性岩,而形成的也未必就是长英质(酸性)岩石,因为从熔体中结晶的岩石的性质,取决于熔体的组分而非矿物结晶的顺序(Kennedy,1933)。Walton(1960)就曾对Bowen的认识做过如下的评论:“鲍文的化学理论或将该理论应用于玄武质岩浆的分离作用并没有任何错误,这依然是岩石学的一个基本原理。但是,火成论僵硬地束缚一个单独的模式上,认为大多数火成岩的演化都是玄武岩浆入侵地壳冷却、结晶和分离之故,那就有点臆测了。同样的化学理论可以应用于其他模式”

0世纪40年代(Gilluly,1948)以H.H.Read为代表的“变成论”者和以N.L.Bowen为代表的“岩浆论’’者之间的争论,随着其后越来越多的学者认同花岗岩的岩浆起源而结束。然而,组成花岗岩体的岩浆来自何方?用Bowen的话表示:Whence the granites?(泰兴花岗岩从何而来?)

对于这一问题,压倒性的认识是:泰兴花岗岩由地壳中各种不同成分的岩石部分熔融固而形成。这一观点揉合了早期关于花岗岩起源的两种不同认识:即岩浆论(认为花岗岩来自岩浆的结晶)和变成论(认为花岗岩是富硅铝的沉积岩在干或含水条件下经花岗岩化作用改造而成)。提出花岗岩是地壳岩石经超变质(深熔作用)的结果,这对研究地壳的起源和化学分异作用等具有重要意义,因为它们与特定时期内地壳的热状态和原岩的成分有关,包括可以产生多少花岗岩浆、花岗岩形成时的温度和水的数量和来源、构造背景和板块作用过程等等。