王德滋
江苏泰兴人,中国科学院院士,南京大学地球科学与工程学院教授、博士生导师。曾任南京大学副校长、地学院院长,中国矿物岩石地球化学学会岩浆岩专业委员会主任、国务院学位委员会地质学与地球物理学学科评议组召集人。
山石磊落自成岩
(三)
20世纪80年代末,我和我的团队在国内首次发现S型火山岩。1988年,我和刘昌实、沈渭洲、陈繁荣组成一个研究小组,在江西的相山、东乡一带进行野外考察。相山是我国最大的火山岩型铀矿所在地。我们在流纹岩中发现了岩浆成因的石榴石和红柱石,证实它属于S型火山岩无疑。这种与铀矿有密切联系的S型火山岩向东一直延伸到浙江的衢州附近,是一条富铀的S型火山岩带。接着,我们又在江西岩背地区(武夷山西坡)发现一种含有黄玉的花岗斑岩。黄玉是一种含氛矿物,斑岩中还含有锡石,经研究证实,是一种含锡的S型次火山花岗斑岩。而后,我们又在广西钦州湾附近的台马一带进行野外工作,发现了另一种含堇青石、紫苏辉石组合的次火山岩。堇青石是S型火山岩的标志性矿物,而这种S型火山岩是相对贫水的,是不含矿的。
通过以上三地的工作,我们将S型火山岩划分为富水、富氮、贫水三种类型,前两类与铀、锡成矿有密切关系,而第三类是不含矿的。在此基础上,我将花岗质火山-侵入杂岩区分为两类,一类是同熔型(相当于I型),另一类是陆壳重熔型(相当于S型),并研究了它们的制约因素(基底、构造)和成矿专属性,深化了对华南金属成矿分带的认识。在多年系统研究的基础上,我与任启江等合作撰写了一本英文专著。该书由科学出版社出版,作为固体地球科学丛书之一,1996年在第三十届国际地质大会上进行了广泛交流。这项研究工作不仅具有重要的理论意义,而且对找矿实践具有一定的指导作用。
A型花岗岩研究是一个世界性研究热点。我先后指导了三名研究生从事这方面的研究。在晚中生代期间,中国东南沿海一带存在典型的A型花岗岩带,这成为我们的重要研究对象。
我培养的第三位研究生谢磊,她是直博生,2002年本科毕业直接攻读博士。我们为此成立了一个指导小组,由我和王汝成联合培养,并由邱检生指导野外工作。A型花岗岩可以分为两种类型,即:过碱性的A型花岗岩和铝质A型花岗岩。谢磊的博士论文主要研究两类A型花岗岩中的副矿物组合,利用电子探针等微区分析设备进行鉴定测试,进一步判断它们在成因上的差异。她发现了过碱性A型花岗岩中含有标志性矿物钠铁闪石、霓石和特有的富钰钻石,副矿物组合还包括了轻稀土硅酸盐,含钦磁铁矿和钦铁矿,而铝质A型花岗岩则不含有钠铁闪石和霓石,副矿物组合为贫针铅石、轻稀土磷酸盐、磁铁矿和红钦锰矿。通过矿物成分估算岩浆的物理化学条件,获得了创新性结论:两类A型花岗岩的成因可能与大断裂带的切割深度有关。过碱性的A型花岗岩的形成,由于断裂切割深度较深,故地幔物质卷入较多,而铝质A型花岗岩的形成则由于切割浅,没有切穿地壳,故地幔物质卷入很少,甚至没有。
在花岗岩与火山岩的研究中,我把微观的物质组成研究与宏观的大地构造研究有机地结合起来,对中国东部晚中生代“大火山岩省”的成因与成矿作用开展了深入研究。
中国东部约在一亿年前后,在欧亚板块与太平洋板块的接合部位发生了大规模的火山喷发活动,形成了绵延几千公里的南北向的巨型火山岩带。这条火山岩带在空间上可以划分为三个大火山岩省:北部为钙碱性火山岩省,主要分布于黑龙江、内蒙古的大兴安岭地区;中部为富钾橄榄安粗岩省,分布于苏、鲁、皖地区;南部为钙碱性火山岩省,分布于浙、闽、粤沿海地区,三个大火山岩省的空间分布形成了一种南北两翼为钙碱性而中部为碱性的“夹心式”构造格局。国外的研究,一般把橄榄安粗岩视为岛弧靠近大陆一侧的晚期成员。我和任启江联合指导的研究生邱检生在山东、安徽、苏北一带考察火山岩、侵入岩与金矿的关系时,圈出了富钾的“橄榄安粗岩省”,并以板块理论为指导,对这种“夹心式”构造的形成提出了一个新观点,认为中部的橄榄安粗岩的形成是两大动力体系耦合的结果:
其一是华北板块与扬子板块碰撞拼贴后续的伸展引张作用与软流圈地幔上涌,其二是库拉-太平洋板块向欧亚板块的斜向俯冲,而橄榄安粗岩主要受前者制约,同时也受到后者影响。从其构造环境来说,中国东部中生代橄榄安粗岩的成因属于陆-陆碰撞后期的产物,而与岛弧成因迥然有别。
此外,我们十分关注花岗岩和构造环境的关系。英国地质学家皮切尔是研究花岗岩与构造环境的关系的先驱,他将其划分为三种类型:安第斯型、海西型和阿尔卑斯型。20世纪80年代,他又提出了更加细致的划分,但是他没有注意到花岗岩和伸展构造的关系。
1997年,我与舒良树等在研究中发现,中国东南部在晚中生代,特别是白坚纪期间,形成一种特殊的构造岩浆组合,即双峰式火山岩、双峰式侵入岩和A型花岗岩构成的组合。这一组合的构造背景是岩石圈厚度和地壳厚度均明显减薄,表明这一时期的中国东南大陆边缘“处于不断的伸展之中”。我们称中国东南大陆边缘与伸展构造作用有关的岩浆组合为“陆缘伸展型”构造岩浆组合,这在一定意义上是对皮切尔分类方案的一个重要补充。在此基础之上,我们把花岗岩构造岩浆组合划分为五个主要类型,即俯冲消减型、陆—陆碰撞型、陆缘伸展型、陆内断裂凹陷型和裂谷型,同时提出一个新观点:造山带花岗岩可以从一种构造岩浆组合演变为另一种构造岩浆组合。即首先为俯冲型,然后演变为碰撞型,最后演变为伸展型,例如秦岭复合造山带即存在这种演变情形。
整理:王运来、李运庆、谢磊
编辑:办公室调研处
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