A.大洋岛弧
C B
0. 50
B.大陆岛弧 C.活动陆缘 D.被动陆缘
A
0. 75 A 1. 00 0. 00 Sc 0. 25 0. 50
B
0. 25 0. 00 1. 00 La
0. 75
Sc/C r
必须注意元素活动性及元素在固液相分配特点 岩石时代 样品的新鲜程度 综合适用不同类型图解及地质观察 要与其他地质的综合分析相结合
II.俯冲带上方分异和熔融产 分异和熔融产 生中酸性岩浆岩
Island arc plate subduction
ISLAND ARC PLATE SUBDUCTION
Mafic to intermediate intrusives (plutonism) Mafic to intermediate extrusives (volcanism)
大陆弧CAP 后碰撞弧PAP
Zr/Al2O3-P2O5/Al2O3 TiO2/10-La ×10-P2O5 /10
早期洋弧IOP 晚期洋弧LOP
1999 1000 同碰撞花岗岩 100 后碰撞花岗岩 板内花岗岩
1000 板内花岗岩 100
Rb
Nb
10
10
火山弧花岗岩
火山弧+同碰撞花岗岩 洋中脊花岗岩
VIa.在微陆块上形成长石砂 在微陆块上形成长石砂 岩(arkose)
VIb.碰撞造山产生石英－岩屑 碰撞造山产生石英－ 碰撞造山产生石英 长石质沉积物, －长石质沉积物,碰撞花岗岩
前陆盆地与 磨拉石 （molasse） molasse）
VII.在准平原化大陆上沉积 石英砂岩－页岩－ 石英砂岩－页岩－碳酸盐岩
玄武岩: Ti-Zr-Y-Nb, Ti-Zr-Y(识别板内玄武岩), Ti-Zr Th-Hf-Ta(wood, 1980) 判别不同类型的MORB 中性、酸性熔岩及玄武岩 识别火山弧玄武岩 火山弧玄武岩: Cr-Y, Cr-Ce/Sr, K2O/Yb-Ta/Yb 火山弧安山岩: La/Yb-Sc/Ni
Island arc volcano
Subduction zone Oceanic lithosphere
III.洋壳俯冲形成高压高温榴 洋壳俯冲形成高压高温榴 辉岩
IV.火山弧风化产生富岩屑的 火山弧风化产生富岩屑的 沉积物
弧前盆地、 弧前盆地、海沟与 复理石（Flysch) 复理石（
Continental plate subduction
洋中脊花岗岩
1
1
10
100
1000 1999
1
1
10
100
Y +N b
Y
1000 1999
Nb
Nb
A1
+
* +
+
A1
A2
+
碱 性 花 岗 岩
+ +
*
Y
(A)
+
+ + ++++
+ + + + A2
*
(B)
Ce
Th 0. 1. 00 00
Y
3Ga
(b) 0. 25 (a)
L a/Y
0. 75
沉积岩
D
0. 50
Muller钾质火成岩判别流程图
Zr/A2O3-TiO2/Al2O3 TiO2-Al2O3 Y-Zr
板内(WIP)
Zr/Al2O3-TiO2/Al2O3 TiO2/100-La-Hf×10
洋弧 大陆弧CAP,后碰撞弧PAP
早期IOP 晚期LOP
Ce/P2O5-Zr/TiO2 Zr×3-Nb×50-Ce/P2O5
板块构造与代表性火成岩分布
1. 洋脊玄武岩 2. 陆内裂谷玄武岩 3. 岛弧安山岩、 4. 活动大陆边缘花岗岩类 5. 弧后盆地玄武岩 6. 洋岛玄武岩 7. 大陆内部金伯利岩、碳 酸岩、斜长岩
一、威尔逊旋回与岩石学响应
A－稳定克拉通；B－早期裂谷； －稳定克拉通； －早期裂谷； C－洋盆发育；D－俯冲；E－ －洋盆发育； －俯冲； － 洋盆关闭； －陆陆碰撞造山； 洋盆关闭；F－陆陆碰撞造山； G－山带剥蚀和再次稳定 －
VIII.与碰撞造山有关的巴罗 巴罗 式变质作用
IX.碰撞后伸展导致变质岩进 一步发生混合岩化，进而出现 巨量花岗岩浆活动
造山－非造山转换与岩浆作用响应
X. 热点活动
HotHot-spot volcanism
HOT-SPOT VOLCANISM
Hot-spot volcano Basaltic extrusives Basaltic intrusives
T i 100
5
1000
3
4 18 B 14 17 2 13 A 1 12 15 16
D 7 C
6
3 D 11 2 10 9 1 C 8 12 B
4 A 5 6 7
T i(i0 -6 )
8
9
11
10
0
Zr H f/3
2 3 A
1 a=
Y 3
(a)
100
200
-6
Z r(i0 )
32700 16600 8600
第九章 火成岩与板块构造环境
岩浆作用的研究能告诉我们什么？
• • • • • • • 地球是如何冷却的，地壳冷却有多快（速率）？ 地球是如何冷却的，地壳冷却有多快（速率）？ 地幔的成分和所处条件怎样？ 地幔的成分和所处条件怎样？ 板块是如何生长的，有多快？ 板块是如何生长的，有多快？ 大陆壳是如何形成的？ 大陆壳是如何形成的？ 地幔随时间变化不变化？ 地幔随时间变化不变化？ 火山作用对生命有何影响？ 火山作用对生命有何影响？ 地球的水是如何再循环的？ 地球的水是如何再循环的？
Mantle plume (hot spot)
Mantle
Geomagmatic systems of Earth
二、火成岩形成的构造环境判别
近30年来，国际上形成了利用岩石地球化学 资料分析火成岩形成的构造背景的热潮，其主要 原理是，岩石中的元素尤其是微量元素的分配受 源区物质成分、温度、压力控制的，同的构造位 置(tectonic settings)所卷入的源区物质不同,温度 、压力也不同，因而，通过从已知到未知的分析 ，形成了一系列的判别图解。
？
A plate tectonic rock cycle
I.镁铁质洋壳形成 镁铁质洋壳形成
Plate divergent boundary
PLATE DIVERGENCE
Mid-ocean ridge Basaltic extrusives Basaltic intrusives
Partial melting Of upper mantle Rising magma
构筑判断图的方法
判别分析的统计学技术 + 不活泼微量元素 + 已知大地构造环境 已知→未知 由已知大地构造环境岩石建立数据库 不同类型的岩石应选择相同或相近岩石类 型的构造环境判别图 花岗岩: 花岗岩 Nb-Y, Ta-Yb, Rb-Y+Nb, Rb-Y+Ta A型花岗岩 Nb-Y-3Ga, Nb-Y-Ce 型花岗岩: 型花岗岩
15
安山岩构造判别图
大陆岛弧型 14
10
“其它”大洋岛弧型
低钾大洋岛弧型
02Biblioteka 4 6 Sc/Ni8
钾质火成岩
已有图解不适用于钾质火成岩,因为钾质火成岩 亏损高场强元素HESE中的Ti、Nb、Ta; Ti-Zr, Ti-Zr-Y图解中钾质火成岩处于其外; Ti-Zr-Sr 不能区分板内与俯冲钾质火成岩, 错判; Th-Hf/3-Ta 中钾质火成岩皆为与俯冲有关
CONTINENTAL PLATE SUBDUCTION
Mafic to felsic intrusives Mafic to felsic extrusives Subduction zone Continental margin volcano
V.沿俯冲带形成高压/低温蓝 沿俯冲带形成高压/ 沿俯冲带形成高压 片岩
16 25 15
H f/T
板内
O RB
36 14 13 50 52
-6 T i(10 )
4
M
2670 1860
Hf /T h
6
=3
B
a /T Hf .5 = 2 12
火山弧
D 80 5 7 8
C 10
11
Th
9 1
1000 10 15 #
43
95
215
-6
542 800
(b)
Zr(10 )
20
安 第 斯 型