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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(guò)程通常與大陸的構造作用、變質(zhì)作用和成礦作用密切相關(guān)。從地質(zhì)科學(xué)尚處于搖籃階段的18世紀起，花崗巖成因問(wèn)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(guò)程通常與大陸的構造作用、變質(zhì)作用和成礦作用密切相關(guān)。從地質(zhì)科學(xué)尚處于搖籃階段的18世紀起，花崗巖成因問(wèn)題就是眾多爭論的主題。有關(guān)花崗巖成因的論戰，可見(jiàn)Gilluly（1948）、Pitcher（1993）和Young（2003）等人的論著(zhù)，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(wèn)世以來(lái)，有關(guān)花崗巖成因的諸多解釋?zhuān)急恢糜诎鍓K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(shí)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(shí)驗結果證明，玄武巖漿的結晶分異最終只能產(chǎn)生很少量的殘余花崗質(zhì)熔體，這與野外存在眾多花崗巖的事實(shí)明顯沖突（Holmes，1926；Read，1957）。礦物反應系列實(shí)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(cháng)英質(zhì)（酸性）巖石，因為從熔體中結晶的巖石的性質(zhì)，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(guò)如下的評論：“鮑文的化學(xué)理論或將該理論應用于玄武質(zhì)巖漿的分離作用并沒(méi)有任何錯誤，這依然是巖石學(xué)的一個(gè)基本原理。但是，火成論僵硬地束縛一個(gè)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(diǎn)臆測了。同樣的化學(xué)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(zhù)其后越來(lái)越多的學(xué)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(lái)自何方？用Bowen的話(huà)表示：Whence the granites?（花崗巖從何而來(lái)？）
對于這一問(wèn)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(guān)點(diǎn)揉合了早期關(guān)于花崗巖起源的兩種不同認識：即巖漿論（認為花崗巖來(lái)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(jīng)花崗巖化作用改造而成）。提出花崗巖是地殼巖石經(jīng)超變質(zhì)（深熔作用）的結果，這對研究地殼的起源和化學(xué)分異作用等具有重要意義，因為它們與特定時(shí)期內地殼的熱狀態(tài)和原巖的成分有關(guān)，包括可以產(chǎn)生多少花崗巖漿、花崗巖形成時(shí)的溫度和水的數量和來(lái)源、構造背景和板塊作用過(guò)程等等。
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