陆—陆碰撞带的岩石组合

2025-04-07 19:30:09

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回答1：

1.一般特征

陆—陆碰撞带是近年来地学领域研究的热点之一，在图1-3没有表示出它的位置。当陆块之间的洋盆闭合，两个陆块则可能发生陆内俯冲、碰撞造山。这时一个陆块俯冲于另一个大陆之下，与大洋岩石圈俯冲于大陆之下的情况有些类似，但其几何形态则更为多样复杂。阿尔卑斯—喜马拉雅造山带是新生代的陆—陆碰撞带，或称陆—陆深俯冲碰撞造山带。欧洲的海西造山带也属于这种类型。秦岭—大别造山带是早中生代的陆—陆碰撞带（或称陆—陆深俯冲碰撞造山带）。陆—陆碰撞带常发育有大规模的逆掩与走滑断裂带，并伴有强度不等的变形变质作用和高压—超高压变质作用。新生代的碰撞造山带也往往是现代地震的多发地带。

2.火成岩组合

Harris等（1986）对世界主要陆—陆碰撞带包括喜马拉雅、阿尔卑斯、欧洲西南的海西造山带等的岩浆作用进行了研究，归结为4种组合。

1）碰撞前的钙碱性弧火山及侵入岩组合

它们是由陆间洋盆闭合前发生俯冲所诱发的岩浆活动，特点与第二节描述的相似。原作者提出这一阶段的岩浆活动的源区主要是受到俯冲洋壳改造的楔形地幔。微量元素及同位素的资料表明，它们的特点与现代弧火山相似。

2）同碰撞阶段的过铝质（浅色）花岗岩组合

与弧花岗岩相比，这类花岗岩含 SiO₂、Al₂O₃高，铁镁矿物主要为云母，形成了二云母花岗岩或白云母花岗岩，而且常含有电气石，表明岩浆含水、硼等挥发分。陆—陆碰撞造成一个陆块的剪切逆冲岩片上覆于另一个陆块的地壳之上形成了加厚的地壳，同时剪切作用发生的热可以使逆冲岩片基底与另一陆块地壳的沉积物发生熔融，同时释放出挥发分进入到逆冲岩片的底部，同碰撞阶段的花岗岩源区可能有两个，一是在陆—陆碰撞过程中陆块①的逆冲岩片上覆于另一个陆块②之上，由于剪切作用和地壳加厚导致温度升高，陆块②上部地壳的沉积物如杂砂岩等发生熔融；另一个源区可能是陆块①的逆冲岩片底部同时也受到剪切热的影响，并且还有下伏陆块②沉积物释放出的挥发分的加入，也可以使其发生熔融。

图23-6 陆—陆碰撞的简化剖面图

邓晋福等提出（1996），高喜马拉雅山中新世白云母和二云母花岗岩是碰撞后陆内挤压造山的产物，主要来自俯冲板片（即相当上述的陆块②）顶部泥质沉积物的局部熔融。白云母呈填隙结构，长石发育条纹结构，外接触带出现硅灰石，表明岩浆含水但不是饱和水的条件，岩浆温度750～800℃，岩浆发生后有15～20km的位移，而不是原地或半原地的侵入体。岩浆形成于接近俯冲板片下插的末端，由于挤压作用，使花岗岩浆压滤而分离上升。

3）碰撞后或碰撞晚期的钙碱性花岗岩

世界上不少地区在晚造山或造山后有一期钙碱性的深成岩浆作用与碰撞前的火成组合相似，但w（K₂O）高。在欧洲阿尔卑斯造山带和海西造山带都出现造山后的辉长岩、英云闪长岩等深成杂岩。这一期岩浆作用与碰撞后的热释放导致温度升高有关，同时伴随着造山后地壳的隆升，隆升速度缓慢时（如0.35km/Ma），下地壳的温度可上升至英云闪长岩的固相线温度以上，并导致熔融作用的发生。上地幔的熔融则与因区域性上隆引起地幔底辟上升造成的减压熔融有关。

4）碰撞后的碱性侵入杂岩

碰撞后的碱性侵入杂岩一般为地幔来源，特征与板内的岩浆活动类似。此外，部分A型花岗岩也出现于碰撞后的环境。

世界上也有一些著名的碰撞造山带岩浆活动不发育，如欧洲的东阿尔卑斯山，白垩—第三纪发生碰撞造山，但没有花岗岩类岩石的侵入活动。总体上碰撞造山带在同碰撞阶段火山活动不发育，即使出现也以高硅的流纹岩为主。

3.沉积岩组合

磨拉石建造是碰撞造山带的典型沉积岩组合，分布在前陆盆地，形成于造山晚期，岩石成分复杂，碎屑分选性差，由大量的砾岩、页岩和石灰岩组成，是大陆冲积扇环境的产物。离高山愈远，岩石中碎屑的粒度愈细，岩层的厚度变薄。

4.变质岩组合

由于在陆—陆碰撞前有陆间洋盆的俯冲作用，因此在这一地区仍然可以保留有岛弧或大陆边缘地区发育的高P/T变质带及中—低P/T变质带。在洋盆闭合后造山带进入陆—陆碰撞及大陆深俯冲阶段，伴随着地壳物质的褶皱、逆冲、叠置导致地壳的总厚度加大，放射性的热积累及岩浆的活动都使得碰撞造山带的温度迅速升高，这些因素都促进了变质作用的发生。与洋陆俯冲相比，在陆—陆碰撞及大陆深俯冲地区，由于两个大陆地壳的密度差小于洋陆之间的密度差，因此大陆深俯冲作用持续时间较短，并转变为整体抬升或下插陆壳的折返作用。在上述构造背景条件下，出露的变质岩组合有：

（1）保留的岛弧或大陆边缘地区发育的高P/T变质带及中—低P/T变质带；

（2）陆—陆碰撞出露的下地壳榴辉岩以及较广泛的麻粒岩相变质岩，它们可以与碰撞造山抬升的地幔超镁铁质岩共生；

（3）平行造山带分布的中P/T与低P/T变质岩组合，它们可以与过铝质花岗岩和/或深熔花岗岩共生。

我国秦岭大别造山带是世界著名的陆—陆碰撞造山带，出露的岩石类型复杂，地质现象丰富，是理想的野外地质实验室，大别造山带的详细剖面见第二十章。

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