花岗岩形成的物理化学条件

花岗岩 物理化学 条件
萌萌哒蜗牛  
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2.4.1岩浆起源的压力和深度

将本区各期花岗岩(CIPW标准矿物)的化学成分投影到Tuttle(1958,1972)高温高压Ab-Or-Q-H2O四元系平衡相图中,成分点位于100~500MPa线附近,而相对集中于300MPa线附近。但本区岩浆形成的实际压力或岩浆起源深度可能比图中所反映的更大一些,因为:①本区花岗岩已经经历不同程度的演化,其成分点已不能代表起源岩浆的位置而是最终的演化成分,故投影点位置已明显偏向于Q端;②岩石中石英斑晶基本发生过熔蚀而呈港湾状,说明这些石英及其寄主岩浆形成的压力不小于500MPa,石英早期结晶成斑晶说明当时岩浆成分点位于石英结晶区,随着岩浆的上侵降压,Ab-Or-Q-H2O四元相图中的同结线位置向石英一端逐渐靠近,其岩浆成分点逐渐接近并最终跨越同结线而进入长石结晶区,结果使得先结晶的石英发生熔蚀。

具体来说,本区加里东晚期花岗岩集中于300MPa附近,华力西中期花岗岩则集中于100~300MPa之间,华力西晚期花岗岩则相对集中于300~500MPa附近,燕山期花岗岩则集中于300MPa附近,考虑到前述因素,因此确定区内花岗岩的岩浆起源压力为500MPa是合适的。按100MPa/3.3km计算,则岩浆起源深度为16.5km,相当于本区中地壳位置。另外,由Q-Ab-Or-H2O四元系相图中可见,区内华力西中期花岗岩的投影点相对偏高,反映了华力西中期花岗岩岩浆的起源深度可能较加里东晚期、华力西晚期及燕山期花岗岩岩浆的起源深度小。

2.4.2花岗岩结晶的温度

根据Ab-Or-Q三元平衡相图,诺尔特地区花岗岩结晶温度在720~840℃之间。其中加里东晚期花岗岩结晶温度集中于740℃左右;华力西中期深成岩结晶温度集中于740℃左右,浅成岩温度范围在760~840℃之间,平均约为800℃;华力西晚期花岗岩结晶温度在720~740℃之间,平均约为740℃;燕山期花岗岩结晶温度约740℃。

2.4.3花岗岩结晶的氧逸度

根据含铁硅酸盐熔体系统任意温度、压力下的岩浆氧逸度公式(Sack等,1980;莫宣学,1984)对本区加里东晚期正格黑云母花岗岩体、华力西中期2614.5高地二长花岗岩体及阔克牙克达拉斯花岗斑岩体、华力西晚期海尔特黑云母花岗岩体、燕山期阿提什二长花岗岩体进行了岩浆结晶氧逸度的计算。对区内各期深成岩采用T为1013K,p为87MPa,对华力西中期浅成岩采用T为1073K,p为50MPa,温度及压力参数引自Sack等(1980)、莫宣学(1984)。计算结果为,加里东晚期、华力西中期、华力西晚期、燕山期深成岩岩浆结晶的氧逸度分别为3.825×10-10Pa,1.924×10-10Pa,1.030×10-10Pa,4.422×10-11Pa,华力西中期浅成岩岩浆结晶的氧逸度为2.011×10-11Pa。从加里东晚期→华力西中期→华力西晚期→燕山期,岩浆结晶的氧逸度逐渐减小,而浅成岩结晶的氧逸度最小。

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