侵入岩实物地质资料筛选

如题所述

推荐答案 2020-01-18

吴海马君刘晓文孙东洵

（国土资源实物地质资料中心）

摘要本文在概要介绍侵入岩研究现状及中国侵入岩时空分布特点基础上，简述了侵入岩在库藏实物系统中的位置，进而对侵入岩实物地质资料的筛选原则、筛选依据、筛选步骤进行了探讨。初步确认侵入岩实物地质资料筛选以典型性、代表性、特殊性为总体原则，明确了筛选工作的切入点和基础，提出了三条基本筛选依据、四个基本工作步骤。

关键词实物地质资料；侵入岩；筛选

现代地质科学研究与传统地质科学不同，它突破了学科界限，形成了一系列以建立新的地质科学知识体系为目的的跨学科重大研究领域，具有浓厚的大科学色彩。地质科学与其他学科不同，其研究更依赖于野外的观测、探测数据和必要的实物标本，属数据密集型的科学。因而，现代信息技术对地质科学数据的系统采集、积累与分析，就显得十分重要。

侵入岩实物地质资料是国家库藏实物资料系统的子系统，是库藏实物资料的重要分支和组成部分。库藏侵入岩实物筛选工作，受多方面因素影响，难度较大。其目的是提交一个反映我国地质研究现状的侵入岩实物目录，同时要考虑到库容量和自身系统性问题。本文仅就侵入岩库藏实物地质资料筛选工作中的有关问题进行初步讨论。

一、侵入岩研究现状概要

大陆壳的形成和聚集至少在4.2 Ga以前就开始了，并一直持续到今天。然而，陆壳的生成和演化与板块构造的关系至今不甚清楚，仍是今后板块构造研究中的重大课题。板块俯冲作用明显地产生了具有大陆特性的岩体，这并不能排除与板块构造无关的其他作用过程也可能是陆块形成原因之一的可能性^\［2\］。

就大陆生长的构造作用和岩浆作用而言，花岗岩类地质研究就显得十分重要。

1.国外研究现状

在国外，关于侵入岩研究的最新进展以花岗岩类的研究最为引人注目。20世纪90年代以来，受大陆动力学及新实验测试技术与先进研究方法的推动，新的花岗岩研究思潮又悄然来临。它使花岗岩地质研究从过去以岩体岩相学为主的研究阶段，逐渐转入到从构造和地球化学方法入手，以壳－幔相互作用为突破口，探索花岗岩带形成演化及其动力学的新阶段。花岗岩研究已经从以个别花岗岩类岩体和岩套为主的研究发展到对全球不同构造背景下的花岗岩类型进行地球动力学研究。作为地壳重要组成的花岗岩物质可以作为地球动力学环境的标志及演化的示踪剂，可以反演出不同地球动力学环境下大陆地壳的形成和再循环过程。

2.国内研究现状

在国内，侵入岩的研究进展不甚平衡，针对花岗岩类的系统研究尚有较大差距。

蛇绿岩组合作为古洋岩石圈或与古洋具有亲缘关系的构造单元的残余保存在各地质时期的造山带中，成为重建古洋最直接的证据。关于蛇绿岩的研究，张旗等已有较为系统的总结，其中包括了大部分构造意义显要的超镁铁质、镁铁质侵入岩。

我国的花岗岩研究在1∶20万和1∶5万区域地质调查中取得了丰硕成果，程裕淇等于1991年编制了1∶500万中国地质图、于1994年出版了《中国区域地质概论》一书，在系统地总结了我国区域地质调查成果的同时，也对侵入岩进行了概略总结，划分出12个岩浆活动期、四种构造－岩浆类型、30个侵入岩带；李兆鼐、王碧香于1997年编制出版了《中国火成岩地质图及说明书》，划分了侵入岩岩石共生组合，概述了各个侵入岩组合的构造环境。此外，还有一些区域性或分省的侵入岩总结成果，如华南地区和河北省、陕西省等。然而，与国外相比，我国花岗岩研究至今基本上仍停留在岩体岩性调查阶段，与当今国际先进水平差距甚大。

随着中国地质调查局花岗岩研究室的成立，以及中国花岗岩地质调查和研究的高级研讨班的举办，揭开了中国花岗岩类调查与研究新的一页。新一轮有关花岗岩类的调查与研究将注重研究区域花岗岩的时、空分布规律，为建立区域构造格架和区域构造演化的动力学模型提供科学依据。同时，中国火成岩数据库、中国花岗岩地理信息系统的建设工作也相继展开。

二、中国侵入岩概况

中国陆地岩浆岩出露总面积为1820000km²，占陆地面积的19%。其中侵入岩出露面积约为930000km²，占陆地面积的9.7%。其中碱性岩为499km²，占侵入岩的0.1%；超镁铁岩—基性岩为20334km²，占侵入岩的21%；中—酸性侵入岩约为909276km²，占侵入岩的97.8%。

中国的岩浆活动自太古宙至现代都有发生。程裕淇等（1994）根据我国区域地质及侵入岩已有的研究成果，从多因素综合考虑将我国侵入岩划分为前吕梁（含迁西、阜平、五台）、吕梁、四堡、普宁、震旦、加里东、华力西、印支、燕山和喜马拉雅等12个岩浆活动期；四种构造－岩浆类型（洋脊型、火山弧型、碰撞型和陆内拉张型）；30个侵入岩带。其中，以超镁铁质岩为主的岩带有：①环准噶尔；②环塔里木；③祁连山；④藏北；⑤雅鲁藏布江；⑥哀牢山；⑦贺兰山；⑧那丹哈达；⑨秦岭。以辉长岩为主的岩带有：①渡口；②汉南；③武当山；④桂北；⑤富宁；⑥北山。花岗岩类岩带有：①阿尔泰；②天山；③祁连山；④昆仑山；⑤阿坝；⑥冈底斯；⑦大兴安岭；⑧长白山；⑨阴山；

燕山；

秦岭；

攀西；

南岭；

长江中下游；

泰山。

洋脊型在我国境内以形成于不同时代的蛇绿岩套为该类型的主要组分，并多以蛇绿混杂体出现。根据蛇绿混杂体成带产出的特点，我国境内自北而南主要存在17条蛇绿混杂体带：①加里东期富蕴－北塔山带；②华力西期克拉麦里－莫钦乌拉带；③加里东期唐巴勒－温都尔庙－西拉木伦河带；④华力西期达拉布特－贺兰山带；⑤华力西期巴音沟－索伦山－玛纳斯河带；⑥加里东期北祁连山带；⑦加里东期南祁连山带；⑧华力西期西昆仑北缘带；⑨华力西期东昆仑南缘带；

秦岭带；

印支期甘孜－理塘带；

印支期金沙江带；

燕山早期澜沧江带；

燕山早期怒江带；

燕山晚期雅鲁藏布江带；

早中生代那丹哈达带；

中元古代歙县－德兴带。上述①至⑤带构成天山－东西准噶尔－内蒙古古生代褶皱带的重要组分，是介于西伯利亚陆块与华北陆块—塔里木陆块—卡拉库姆陆块之间的中亚古生代造山带的洋壳残片，其大部分代表中等扩张速率的洋盆产物，形成于小型洋盆，如弧后盆地、边缘海盆以及陆间海盆等环境，表明塔里木－华北板块之北不存在广阔浩瀚的大洋。⑥至

带基本构成了古、新特提斯洋的古缝合带和活动大陆边缘，分别由蛇绿岩套及铁质基性岩和超镁铁岩组成。蛇绿岩带产于板块构造结合带（古缝合线），自北而南依次出现，与板块构造自北而南的演化历史有关。各洋脊型构造－岩浆岩带基本上反映了我国不同时期各洋盆扩张期形成的洋壳及活动大陆边缘的残片（体）。

火山弧型侵入岩分布于各时代造山带内，它记录了造山带从大洋板块开始俯冲、洋盆闭合到陆—陆碰撞前演化过程的基本信息。自显生宙以来，由北而南发育有一系列火山弧型构造－岩浆带：①加里东期中天山北缘－居延海－多宝山带（O—S）；②加里东期白乃庙－石缝带（O₂）；③华力西期中天山南缘带（D—C₁）；④华力西期中天山北缘带（C₁—C₂）；⑤加里东期祁连山－北秦岭带（S）；⑥华力西期澜沧江带（P₁—P₂）；⑦印支期金沙江带（T₁—T₃）；⑧印支期义敦带（T₃）；⑨燕山期藏北－念青唐古拉带（K_l）；

燕山期冈底斯带（K₁）；

燕山期东南沿海带（J₃—K₁）；

喜马拉雅期台东带（N）。它们与洋脊型构造岩浆带在空间上相伴出现。

₂

碰撞型岩浆的来源是多种多样的，它具有特定的火成岩组合，同碰撞的深成岩为过铝花岗岩（淡色花岗岩），是一种位于变质岩中与围岩整合或半整合的侵入体，同混合岩密切共生，来源于地壳的岩石，这类岩石的形成同碰撞过程中地壳增厚有关。在西伯利亚板块和塔里木—华北板块之间，沿着缝合带，由西而东发育一条同碰撞花岗岩带；在古、新特提斯洋闭合及在几个微陆块之间发生碰撞作用过程中，形成陆壳重熔型花岗岩，在中元古代晚期随着南华洋的消亡，华夏、扬子两个古陆碰撞，沿绍兴—萍乡—北海一线形成四堡期陆壳重熔型花岗岩带；在志留纪末期南华加里东褶皱区形成的同时，碰撞型花岗岩广泛分布于云开大山、武功山、武夷山等地；在西准噶尔的和什托洛盖一带和内蒙古二连浩特—锡林浩特一带，也发育这类碰撞晚期或碰撞期后的花岗岩带。碰撞后碱性花岗岩带在我国北疆和东部沿海呈明显的带状分布。前者呈近东西向（简称东西带），从新疆阿尔泰、东西准噶尔经内蒙古到东北北部，外延至哈萨克斯坦、蒙古和远东地区。后者呈北东向或北北东向（简称北东带），自闽粤交界，沿南沃－长乐断裂，进入浙江后见于温州、舟山群岛等地；从苏州、青岛崂山直达吉林岗山的碱性花岗岩等应是闽浙带的北延部分，亦是亚洲大陆边缘北东向的白垩纪碱性花岗岩带，在吉、黑东部与上述东西向碱性花岗岩带的东段相交会。

陆内拉张型侵入岩形成于大陆板块内部的拉张性构造环境。它们包括各种类型的侵入体，如环状分布的中心式杂岩体和分异良好的辉长岩层状侵入体等。大陆板块内碱性岩套发育区主要出现碱性岩、煌斑岩、金伯利岩及碳酸岩，如四川南江坪河、贵州马坪、山东、河南、辽南、山西紫金山和内蒙古白云鄂博。

三、侵入岩实物地质资料在库藏实物系统中的位置及其筛选

依照国家实物地质资料库的功能，库藏实物应具有系统性。实物收藏至少应包括火成岩、地层、变质岩、矿产四个方面的内容，其他尚有古生物、水文工程、环境灾害、极地考察、大陆科学钻探等方面的实物地质资料可供选择。火成岩、地层、变质岩、矿产实物地质资料为库藏实物系统的四个支柱。其他方面的内容，可根据库容量及实物库功能的需要进行选择。

通俗地讲，理想的侵入岩子系统，既不是“红花”、“绿叶”的采摘，也不是“枝干”的堆砌。理想的侵入岩子系统，应该是林中的一棵“大树”。那么，相应地也就要有“根系”的存在，所谓“根系”就是我国几十年来丰富的地质调查和地质科研成果。也就是说侵入岩子系统，是有生命的系统，因而也就需要逐步完善和不断更新。

1.侵入岩实物地质资料的定位及筛选问题

侵入岩在岩石自然循环系统中处于重要地位，对反映地球动力学环境意义重大。因此，侵入岩实物地质资料作为国家实物库四大支柱之一的子系统是十分必要的。关于侵入岩子系统本身的系统性，可以从以下几个方面来理解：首先是实物的系统性，应该包括岩石标本、相关的岩心和薄片；然后是反映某一岩体特征的标本，应以系统的剖面样品为主，组合样品的补充有时也是必要的，再就是，实物地质资料要辅以相应比例尺的图文表等资料。

火山岩是火成岩的重要组成部分。火山岩实物是作为地层实物的一部分并入地层实物子体系？还是火山岩实物作为火成岩子体系的分支与侵入岩实物共同组成火成岩实物子体系？仍是需要讨论的问题。前者，显然存在不合理的地方；对于后者来说，在实物筛选实际工作中会遇到火山岩层或组分不易单独分离出来的问题。

根据国家实物地质资料库的功能需要，同时考虑到库容量和课题的工作程度，我们现将侵入岩实物筛选工作划分为两个层次。第一层次，就是依据我国区域地质调查成果进行筛选工作，其目的是要反映我国区域地质调查的工作程度。第二层次，就是根据现有科研成果进行筛选工作，目的在于反映我国现今地质科学的研究水平。当然，在实际工作中，这二者常常是结合进行的，很难将二者截然分开。

火成岩分类通常是以化学分类和矿物分类为基础的岩石学分类，粗略地分为超镁铁岩、镁铁质岩、中性岩和长英质岩四类，或称为超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩。进一步的分类命名一般采用国际地科联推荐的火成岩分类方案。此外，尚有与区域地质构造相结合的构造－岩浆分类，如火成岩组合分类和以板块构造为基础的构造－岩浆分类等。本次侵入岩的实物筛选工作，是以板块构造为基础的构造－岩浆分类为主导、以岩石学分类为参考来进行。

2.侵入岩实物地质资料筛选的基础资料

目前侵入岩实物地质资料筛选工作，主要是以我国几十年的地质调查成果为基础，属于上述第一层次。主要依据的基础资料：①程裕淇等，1994，中国地质图和《中国区域地质概论》；②全国各省区区域地质志；③李兆鼐、王碧香，1997，《中国火成岩地质图及其说明书》。此外，中国火成岩数据库、中国花岗岩地理信息系统等资料可以陆续得到有效利用。在此基础上，尽量参考新近的科研文献，以满足筛选工作的实际需要。

3.侵入岩实物地质资料主要筛选依据

侵入岩的筛选工作，最终是要选出具有典型性、代表性、特殊性侵入岩体的地质剖面。

主要筛选依据为：

1）时间、空间代表性，即时间、空间都是体现任一地区地质构造演化的重要因素，在一定地质时期的不同地区，发生具有差异的构造运动，产生具有个性的侵入岩体。因而合理地划分地质时期，再分别进行空间展开分析，捕捉那些反映构造运动特征的标志性侵入岩体。

2）特殊性，即针对的是时间上具有典型性、空间上具有特殊性和自然界少见的侵入岩类型。如元古宙时期发育于华北陆块北缘的斜长岩类、我国东部燕山期的I－A型花岗岩体和某些地区的碳酸岩等。

3）岩体代表性，即针对一个构造－岩浆岩带，选择岩相发育完好，且岩石学、矿物学、地球化学标志清晰确凿的代表性侵入岩体。

4.侵入岩实物地质资料筛选步骤

侵入岩实物地质资料的筛选工作，根据程裕淇等（1994）划分的30个侵入岩带来开展。其基本工作步骤概要如下：

1）分别了解各个侵入岩带的产出地质背景，将侵入岩带与相宜的构造带共同置于相应时空尺度的构造运动中，深入理解侵入岩带在相应构造运动中的时空位置、地质构造意义。

2）划分每一个侵入岩带中侵入岩体的时间分配，根据其在区域地质构造演化过程中的时间位置，确定它的地质构造意义等级。

3）在同等时空间条件下，区分出不同的岩石系列，尽量确认岩体的成因类型，筛选出地质构造意义重要的岩石系列和成因类型。

4）在同一岩石系列或同一成因类型的岩体中，选择岩相发育较完好、岩石类型较齐全、岩石地球化学数据完备的岩体。