构造环境研究的方法和思路
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发布时间：2022-05-01 21:50
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时间：2022-06-24 00:11
西方学者早已知道，根据玄武岩的地球化学特征能够判断其形成的构造环境。首先，他们遵循“将今论古”的原则，从已经发表的资料或数据库中选出现代的（或不是现代的但一定是典型的或有代表性的）、构造环境已知的、资料可靠的样品，然后归纳样品的地球化学特征及其规律，按照统计学的（多数即可靠）方法厘定判别图解。上述方法已成为国外许多学者厘定判别图的标准程序。“将今论古”是地质学研究的经典方法和准则之一，许多人（尤其西方人）热衷于研究新生代的构造环境已知的（或公认的）岩浆岩，希望从这里得出规律，运用于古代岩浆岩的研究，解决古老岩浆岩构造环境的问题。“将今论古”无疑是地质学中一个不可替代的研究方法，但是，“将今论古”是有条件的，不能将其内涵无限外延。花岗岩判别环境的失败，一个重要的原因即在此（后面将予以评述）。其次，厘定判别图有一个逻辑推理过程：即先论证“岩石的性质主要取决于源岩”，再确信一定的源岩与一定的构造环境有关，这样即可得出“岩石的地球化学特征与构造环境有关”的结论。这里表达的思路是：地球化学—岩石成因—构造环境三个环节之间存在因果关系。而后来的许多研究大多忽略了第2个环节，将岩石的地球化学性质直接与构造环境挂钩。问题是，这样的因果关系是否可靠？一般来说，在一定的条件下，岩石的地球化学性质取决于源岩性质，这大概是可靠的。问题是，一定的岩石成因是否一定对应于一定的构造环境？例如，岛弧玄武岩一定产于岛弧吗？大多数情况的确如此，但也不乏例外的情况。岛弧玄武岩贫HFSE、Ta和Ti，要求地幔源区相对更加亏损（与MORB比较）上述元素；岛弧玄武岩富集LREE、LILE和Th，有明显的Nb和Ta负异常（相对Th和La），要求地幔在部分熔融时有水和富LREE和LILE的物质加入。上述条件在什么情况下最容易发生呢？显然是板块俯冲带之上的地幔楔环境。地幔楔是经历过一次或数次部分熔融事件熔出MORB之后残留下来的亏损程度更高的地幔（主要由方辉橄榄岩组成），而俯冲带可以带入来自地壳浅部的水，水可以溶解更多的LREE和LILE，而且，富含LILE的水的加入还可以降低地幔岩熔融的固相线温度，从而使亏损的地幔可以再次发生部分熔融。因此，消减带之上的环境最适合形成岛弧特征的玄武岩。但是，地质情况是复杂的，可能在少数或某些我们还不知晓的情况下，在板块内部，如果较亏损的地幔在有水和LILE加入情况下发生中等至高程度的部分熔融，也能形成具有岛弧地球化学特征的玄武岩。又如N－MORB，大家都相信其产于板块的扩张脊环境，因为，已经有成千上万的数据说明了这一点。但是，也有例外，如摩洛哥一个辉绿岩墙就非常类似N－MORB的特征（Pearce et al.，1984a），为什么？因为N－MORB的形成条件为弱亏损或几乎未亏损的地幔岩（以二辉橄榄岩为主）在干的条件下中等至高程度部分熔融的产物。板块扩张脊符合这个条件，因此，凡是来自板块扩张脊的玄武岩无不具有MORB的特征，勿庸置疑，这是主流。但是，也不排除在非扩张脊的环境，在某些情况下，当有类似的条件存在时，也能够形成MORB。因此，构造环境判别的结论并非地球化学性质的唯一解。玄武岩能够判别环境，从主体方面说是可行的，并不能够包罗万象，一网打尽天下各种情况。
