花岗岩研究的反思.pdfVIP

2007 年 9 月，第 13 卷，第 3 期，353-361页 高 　校　地　质　学　报 September 2007，Vol. 13， No.3， p. 353-361 Geological Journal of China Universities 花岗岩研究的反思 董申保，田　伟 （北京大学 地球与空间科学学院 地质学系，北京 100871） 摘要：花岗岩是地壳生长、发展以及再循环的地质见证，是地质科学中壳–幔相互作用研究的一个重要课题，同 时也是流体与固体地球化学相互作用领域的研究前沿。近二百年来，有关花岗岩的研究经久不衰，大致可分为 4个阶段。（1）混合花岗岩派与岩浆花岗岩派的论争，代表花岗岩成因研究开始进入理性认识阶段。一派以变 质作用条件下地壳重熔的地质观察为基础，另一派以简单的玄武岩浆分异为依据，而展开论争。（2）地壳重熔 实验阶段。以地壳岩石为源岩的热力学实验的开展，是花岗岩热力学研究的开始。（3）随着重熔实验的全面开 展，包括了微量元素及同位素的研究，促使热力学熔融体系在花岗岩成因研究上进入全面应用阶段，使地质上的 共生组合法则得以与热力学接轨。同时由于微量元素应用于花岗岩，它的多元机理（multiple stage mechanism） 进一步确立，为动态研究的开展打下了一定的基础。（4）花岗岩成因与大地构造结合阶段，属于近代花岗岩研 究的范畴，代表着花岗岩体系与动态地质演化过程的接轨，并开始建立一个地质实际的观察模式，为进一步向动 力理论发展做好准备。为此，对花岗岩研究发展过程中出现的几个问题，如平衡热力学的应用，流体在花岗岩中 的重要性，花岗岩成因与大地构造的结合以及热在长期的演化过程中的变化等问题进行了讨论。 关键词 ：混合花岗岩 vs. 岩浆花岗岩；地壳重熔vs. 地幔熔融；可逆反应 vs. 不可逆反应；H O在花岗岩熔融中的 2 地位；H2O的活度 中图分类号：P581　　　　　　　　文献标识码 ：A　　　　文章编号 ：1006-7493（2007）03-0353-09 2 . 1 　 混 合 花 岗 岩 派 v s . 岩 浆 花 岗 岩 派 时 期 1　前言 （1850~1950） 花 岗 岩 成 因 研 究 属 于 地 质 科 学 中 的 前 沿 两种观点的论争奠定了花岗岩研究的基础。 问题。它是地壳形成、发展，以及地壳再循环 混合花岗岩学派认为地壳在升温阶段，在区域变 （crustal recycling）过程的历史见证，同时也在流 质作用影响下重熔形成了花岗岩系。强调了升温 体和固体地球化学相互作用机理的研究上起着重 时发生的去H2O反应所呈现的交代作用或扩散作用 要作用。它在纵深方面的研究成果，对探讨壳– 幔 （diffusion），常用前峰（front）一词来解释其形 动力学的地质观察模式给出了充分的说明和有力 成机理。岩浆花岗岩学派则普遍以玄武岩岩浆在 的佐证。近二百年来，花岗岩研究的论文及著作 降温冷凝条件下的结晶分异为基础，以简单的平 居于地质各学科之首，众多国家相继开展了多次 衡热力学的熔融实验来说明其成因。 国际花岗岩成因讨论会。在花岗岩研究的长期发 上述二者都具有片面性，即在研究自然界花 展中，形成了各个学术流派，这些学术流派在不 岗岩的形成机理时，将某一端元（end member） 断的争鸣中，发展了各自的前进方向和道路。 作为唯一成因（unique type）来讨论。但在长时