1、第五章 板块构造与岩浆活动,名词解释,1.岩浆岩的系列划分2.洋壳层序3.双峰式火山岩4.花岗岩的构造环境分类,第五章 板块构造与岩浆活动,一、岩浆系列及其分布二、板块扩张带的岩浆活动与洋壳的形成三、板块俯冲带的岩浆活动与陆壳的增长四、大陆裂谷带及大陆板块内岩浆活动五、花岗岩与板块构造六、蛇绿岩套,各类岩浆岩的分布是有规律的，20世纪50年代，人们进一步把各类岩浆岩的形成和分布同区域大地构造的演化联系起来，应用传统的地槽学说把各类岩浆岩划分为地槽早期、造山期和造山期后三大共生组合，它代表了20世纪中期大地构造学和岩石学的重要进展，触及了岩浆岩分布的一些实质问题，但仍不能全面解释产出规律性。 2
2、0世纪60年代板块学说兴起后，对岩浆岩和板块构造研究成果表明，岩浆岩的形成和分布主要受板块构造控制。即在不同的板块边界和部位，形成不同的岩浆岩共生组合。,岩浆岩-构造组合与板块构造的时空关系,一、岩浆系列及其分布,根据岩浆岩的地球化学指标，可以将其划分为三个系列：拉斑玄武岩系列钙碱性系列碱性系列每个系列都由一组具有共同母源物质的、彼此密切相关的不同岩浆类型组成，而且其分布受板块构造环境控制。,1、拉斑玄武岩系列（TH）,本系列包括大量基性（拉斑玄武岩）少量中性岩（冰岛岩，富Fe, 低K, 低Al）和更少量的酸性岩（铁质英安岩、流纹岩）。化学成分：SiO2：48-63%；低钾：K2O200km；
3、另外，俯冲带火山岩的Rb、Sr分布对地壳厚度的反映也是灵敏的。,岛弧、活动陆缘的岩浆来源于消减带，岩浆来源深度也就是地表距消减带深度，它与火山岩中的K2O成正相关（即：SiO2固定，H增加，K2O增加）与SiO2成反相关（即：K2O固定，H增加，SiO2下降）。,3、俯冲带岩浆岩成分与板块构造关系,2）火山岩成分变化与地壳厚度变化和岛弧演化的关系 当SiO2量固定时，安山岩的K2O百分量与地壳厚度变化和岛弧演化的关系： 当SiO2为60%时，可表示为（Condie，1973） C=18.2（K2O）+0.45 （K2O为百分量，C为地壳厚度km） 据此得出各系列对应的地壳厚度是： TH20km
4、，CA：20-30km，A25km,消减带岩浆来源深度、大陆壳厚度的确定,岩浆弧火山岩中CA比例的增加与岩浆弧地壳由薄到厚，由洋壳到陆壳，弧体积由小到大的演化方向相一致，CA的比例反映了岩浆弧演化的成熟度，按演化序列，分为四类岩浆弧：,岩浆弧类型 地壳厚度 地壳类型 CA 系列比例 初始水下弧 12km 洋壳 0%, 全为TH 未成熟岛弧 12-17km 洋壳、准洋壳 10-32%+TH 成熟岛弧 18-30km 陆壳、准陆壳 50%+TH 陆缘弧 30-70km 陆壳 82-95%+TH+A,3）敛合速率对岩浆成分的影响,敛合速率慢，愈偏碱性，据都城秋穗（1975）统计：敛合速率大，8-9c
5、m/y，主要为TH或TH+CA，如汤加、千岛等岛弧；敛合速率中等，3-6cm/y，CA或TH+CA，如安底斯，克马德克；敛合速率小，2cm/y，以A为主，如：意大利西西里的卡拉布里亚，澳大利亚东南的马阔里。,4、俯冲带的岩浆起源,俯冲带岩浆活动的上述特征，表明岩浆的起源与大洋岩石圈板块的俯冲消亡作用密切相关，俯冲带和洋中脊裂谷带岩浆活动的重要区别在于CA岩浆的存在和岩石成分的水平分带，往往岩浆起源假说都必须解释这种特有的现象。林伍德（Ringwood，1974，1981）总结了俯冲带岩浆演化的两阶段模式，用以解释拉斑玄武岩系列和钙碱性系列岩浆的形成。,俯冲带的岩浆起源,第一阶段当大洋板块俯冲到
6、80-100km深处（T：650 C，P：30-40kb）洋壳中玄武岩、钾长岩、角闪岩脱水，转变为石英榴辉岩。释放出的水导致上覆板块的上地幔岩石局部熔融，分熔出的岩浆上涌，橄榄石结晶出来,随着岩浆分异，可生成TH岩浆，在岛弧的前锋附近喷出地表。,俯冲带的岩浆起源,第二阶段：当大洋板块俯冲至更深处100-150km（或200km）T为700-900,洋壳中滑石、流纹石、水镁石不稳定而脱水，使已成为石英榴辉岩的洋壳发生带水的部分熔融，生成含水富碱金属和硅等大离子亲石元素的熔浆，在上升过程中发生结晶，析出石榴石和辉石，最终形成了以安山岩为主的包括玄武岩到流纹岩的钙碱性系列岩浆。,俯冲带的岩浆起源,林
7、伍德的模式中未对碱性系列岩浆的生成作出解释，碱性火山岩出现于远离火山前锋，贝尼奥夫带较深部位，且主要分布于具大陆地壳的成熟岛弧或活动大陆边缘，故认为它应与来自俯冲带的岩浆和流体上升穿过且上覆地幔和地壳的距离较大有关，也可能与岩浆遭到大陆地壳的混杂有关。 因此，碱性火山岩主要分布于成熟岛弧和陆缘弧上，在未成熟岛弧上不出现。,第五章 板块构造与岩浆活动,一、岩浆系列及其分布二、板块扩张带的岩浆活动与洋壳的形成三、板块俯冲带的岩浆活动与陆壳的增长四、大陆裂谷带及大陆板块内岩浆活动五、花岗岩与板块构造六、蛇绿岩套,四、大陆裂谷带及大陆板块内岩浆活动,大陆裂谷（Continental rift）是指发育
8、在大陆内部，延伸很长，切割很深的张裂带（定义要点：规模大，可切穿整个岩石圈，引张环境），它的两侧被一系列正断层所限，表现为单一的或复杂的地堑带，在地形上表现为纵长的凹陷和谷地。大陆裂谷是大陆内的岩浆活动强烈带，包括火山活动及深成侵入活动，大陆内的岩浆活动大都集中在大陆裂谷带上。,四、大陆裂谷带及大陆板块内岩浆活动,1、大陆裂谷的喷出岩2、大陆裂谷及大陆内部的侵入岩3、裂谷带岩浆活动的基本特征,1、大陆裂谷的喷出岩,以溢流玄武岩组合或双峰式火山岩为特征（两者都出现或仅有其中之一）。1）玄武岩：分布最广，主要是拉斑系列和碱性系列的玄武岩，与洋中脊TH相比，大陆TH富K2O（平均0.66%），具较高
9、的Ba、Sr、Rb、U、Th和Rb/K、Rb/Sr、LREE显著富集，Sr87/Sr86较高并具有较大的变化范围（0.7035-0.7110）。2）双峰式火山岩（Bimodel Volcanic Complex）：是以基性岩浆和酸性岩的紧密共生，其间很少有中间成员的中性岩为特征，反映了基性岩浆和酸性岩浆的准同时喷发，是结晶分异良好的产物。 一般，碱性系列是裂谷形成初期形成，而TH系列是裂谷期产物。,2、大陆裂谷及大陆内部的侵入岩,1）辉绿岩岩床和岩墙群：在裂谷带的溢流玄武岩区域或其外围，常分布有辉绿岩岩床和岩墙群，在化学成分上，可以是拉斑玄武岩质，也可以是碱性橄榄玄武岩质，与溢流玄武岩的岩浆同
10、源。如太行山前有一个长300km的基性岩墙群。2）层状基性侵入体：总体成分相当于辉长岩的侵入岩是大陆裂谷带的典型岩浆岩组合之一，岩体规模变化很大，小至一个岩株，大者为岩基，实例在攀西裂谷中存在海西晚期的层状辉长岩体。,2、大陆裂谷及大陆内部的侵入岩,3）金伯利岩、碳酸岩及镁铁质碱性岩： 金伯利岩-富Mg，富k的超基性岩，SiO2为20-38%；K2O/Na2O为2-5；MgO/K2O很高20-70，通常以岩颈和岩脉的形式，产在前地盾区内的大陆裂谷带。新鲜金伯利岩的Sr初始值为0.7037-0.7046，岩体中含有大量含石榴石二辉橄榄岩包体，表明其岩浆源于地幔。 碳酸岩-主要由碳酸盐矿物组成的火山岩，Si0250km）底部导致古老的下地壳基性岩部分熔融形成的。,
