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          花崗巖由地殼中各種不同成分的巖石部分熔融固而形成


          Published:

          2023-02-14

          作為大陸的標志性巖石,花崗巖構成大陸上部地殼的基礎,且花崗巖的形成過程通常與大陸的構造作用、變質作用和成礦作用密切相關。從地質科學尚處于搖籃階段的18世紀起,花崗巖成因問題就是眾多爭論的主題。

          作為大陸的標志性巖石,花崗巖構成大陸上部地殼的基礎,且花崗巖的形成過程通常與大陸的構造作用、變質作用和成礦作用密切相關。從地質科學尚處于搖籃階段的18世紀起,花崗巖成因問題就是眾多爭論的主題。有關花崗巖成因的論戰,可見Gilluly(1948)、Pitcher(1993)和Young(2003)等人的論著,在此不一一列舉。需要提到的是,自板塊構造理論在20世紀60年代問世以來,有關花崗巖成因的諸多解釋,都被置于板塊的理論框架中去重新認識。在許多情況下,認識似乎趨向一致,但實際爭論仍在繼續。

          鮑文(Bowen)(1914,1922,1948)的玄武巖漿結晶分異理論的誤區,是將礦物結晶順序與巖漿巖從基性到酸性的巖石序列相結合。實驗結果證明,玄武巖漿的結晶分異最終只能產生很少量的殘余花崗質熔體,這與野外存在眾多花崗巖的事實明顯沖突(Holmes,1926;Read,1957)。礦物反應系列實際可以應用到不同組分的巖漿系統。換言之,從巖漿系統中最初晶出的不一定是基性巖,而最后形成的也未必就是長英質(酸性)巖石,因為從熔體中結晶的巖石的性質,取決于熔體的組分而非礦物結晶的順序(Kennedy,1933)。Walton(1960)就曾對Bowen的認識做過如下的評論:“鮑文的化學理論或將該理論應用于玄武質巖漿的分離作用并沒有任何錯誤,這依然是巖石學的一個基本原理。但是,火成論僵硬地束縛一個單獨的模式上,認為大多數火成巖的演化都是玄武巖漿入侵地殼冷卻、結晶和分離之故,那就有點臆測了。同樣的化學理論可以應用于其他模式。”

          20世紀40年代(Gilluly,1948)以H. H. Read為代表的“變成論”者和以N. L. Bowen為代表的“巖漿論’’者之間的爭論,隨著其后越來越多的學者認同花崗巖的巖漿起源而結束。然而,組成花崗巖體的巖漿來自何方?用Bowen的話表示:Whence the granites?(花崗巖從何而來?)

          對于這一問題,壓倒性的認識是:花崗巖由地殼中各種不同成分的巖石部分熔融固而形成。這一觀點揉合了早期關于花崗巖起源的兩種不同認識:即巖漿論(認為花崗巖來自巖漿的結晶)和變成論(認為花崗巖是富硅鋁的沉積巖在干或含水條件下經花崗巖化作用改造而成)。提出花崗巖是地殼巖石經超變質(深熔作用)的結果,這對研究地殼的起源和化學分異作用等具有重要意義,因為它們與特定時期內地殼的熱狀態和原巖的成分有關,包括可以產生多少花崗巖漿、花崗巖形成時的溫度和水的數量和來源、構造背景和板塊作用過程等等。

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