花岗岩源区分类

综上所述，花岗岩都是壳源的，没有幔源的，既然没有了幔源，也就无所谓壳幔混合源了，于是，壳源本身也就失去了意义。只是因为花岗岩多多少少具有地幔的同位素印记，就说大多数花岗岩是壳幔混合成因的，不能令人信服。那么，我们应当怎样描述花岗岩的源岩特征呢？花岗岩是如此的复杂，以至于很难用一或两种方法能够将其阐述得很清楚。我们考察了许多方法，发现可能还是常用的Nd－Sr同位素图解能够给出一个相对有意义的启示。从图15.4看，按照各种岩石在Nd－Sr图中的分布，可以将全部花岗岩大致划分为3个源区：

（1）B区－玄武岩源区（basalt－derived）。以高的εNd和低的εSr为特征，εNd主要为正值，也有负值的（εNd很少低于－10，εSr很少超过0.710，图15.4A），代表由强烈亏损的地幔源区（MORB）和富集地幔EMI和EMⅡ部分熔融形成的玄武岩。主要由产于海洋里的玄武岩组成，包括MORB、OIB（洋岛玄武岩）、IAB（岛弧玄武岩）、BABB（弧后盆地玄武岩）和FPB（洋底高原玄武岩）等，也包括部分产于大陆的玄武岩，如CRB（裂谷玄武岩）（Wilson，1989），峨眉山玄武岩和中国东部新生代玄武岩等也在这个区域（Shellnuttand Zhou，2007）。其中以岛弧玄武岩的Nd－Sr同位素变化范围最大，可能超越上述范围，因为岛弧受消减带的影响，有陆壳物质的带入。

（2）C区－陆壳源区（continent－derived）。由Jahn et al.（1999）厘定的华北和华南上地壳和下地壳范围确定（图15.4A），相对于B区其Nd同位素比值很低且变化大，Sr同位素初始值高且变化大。C区还可细分为C1和C2两个亚区，二者的差别主要表现在Sr同位素初始值的不同，C1区的Sr初始值＜0.714，C2区＞0.712。

（3）BC区－玄武岩源区和陆壳源区之间的过渡源区。产于陆壳上的安山－玄武岩大多分布于该区。BC区也可按照Sr和Nd同位素的变化细分为BC1和BC2两个亚区，分别代表与C1和C2两个源区的密切关系（图15.4A）。二者的Nd同位素比值均为负值且变化大，不同在于BC1亚区的Sr初始值略低于BC2亚区（图15.4A）。华北中生代的中基性岩大多分布于BC1亚区（图15.4B），如大别镁铁－超镁铁岩，华北中部辉长－闪长岩，庐枞橄榄安粗岩系火山岩等（Jahn et al.，1999；苏尚国等，2006）。分布于该区的中基性火成岩的成因争论较大，其中的基性岩的Nd－Sr同位素组成可能具有原始特征，也可能受到陆壳物质的混染（Jahn et al.，1999）。华北中部辉长岩－高镁闪长岩系列的成因究竟是幔源的（赞岐岩）还是壳源的（埃达克岩）也有不同的看法（许文良等，2003，2004；巫祥阳等，2003）。BC2亚区镁铁－超镁铁岩的实例较少，华南侏罗－白垩纪玄武岩分布于B区和BC2区（图15.4C，杨祝良等，1999；陈卫锋等，2005；谢昕等，2005），可能暗示华南玄武岩与高Sr初始值的陆壳物质发生过混染作用，这个特点不同于华北。

这里有两个问题需要讨论：

（1）由Jahn et al.，（1999）确定的华南上地壳的Nd－Sr同位素范围究竟是上地壳还是下地壳？从图15.4B看，华南S型花岗岩分布于BC2和C2区，它们的源区是上地壳吗？研究发现，不仅S型花岗岩，华南许多A型花岗岩也分布在BC2和C2区，例如南岭大东山A型花岗岩的Nd同位素比值为－10左右，ISr为0.711～0.715（张敏等，2003）；湖南千里山A型花岗岩的Nd同位素比值在－6～－9之间，ISr在0.709～0.721之间（毛景文等，1995）；凌洪飞等（2006）报道的华南22个花岗岩的Nd同位素比值在－3.6～－13.4之间，Sr初始值变化大，在0.709～0.753之间，也大多为A型花岗岩（图15.4E）。我们知道，A型花岗岩是高温岩浆，形成的深度较浅（吴福元等，2007）。此外，刘昌实等（2005）研究的燕山早期广东腊圃花岗岩（据本书的判别属于低Sr高Yb的浙闽型花岗岩）具较高的ISr值（0.7124～0.7155）和较低的εNd（t）值（－11.18～－11.54），模拟计算显示也为下地壳部分熔融的产物。上述花岗岩的Nd－Sr范围均位于BC2和C2区（图15.4E），因此，Jahn et al.（1999）确定的被广泛使用的华南上地壳范围实际上表达的可能是下地壳而非上地壳。

图15.4 花岗岩和镁铁－超镁铁岩的Nd－Sr同位素图

（2）BC区是壳幔过渡区，但是，它可能是壳幔混合源区，也可能仍然是幔源区。按照幔源基性岩和中基性岩在Sr－Nd同位素图中的分布，B区源于亏损的地幔，产于海洋内的基性岩大多分布于该区，产于大陆的部分基性岩也分布于B区，例如峨眉山玄武岩（图15.4E）和中国东部新生代玄武岩，大体上相当于强烈亏损地幔的性质。而许多产于大陆的基性岩大多位于BC区，而且主要集中在BC1亚区，例如华北的大多数基性岩（图15.4B和D）。因此，我们不排除BC区可能是壳幔混合的源区，但是，很大的可能它仍然是幔源区，主要可能反映了源于大陆下的富集的幔源岩浆的特点，是大陆下的基性岩分布区。这样，有一种可能，即：B区代表亏损地幔源区，BC区代表富集地幔源区。因此，对于分布于BC区的花岗岩，我们的解释可能应当更加慎重一些，不能只考虑壳幔混合一种可能性。而且，即使是壳幔混合，也不同于早先壳幔混合的概念。本书强调，我们所说的“壳幔混合”是指下地壳范围内、岩浆产生以前、已经具有了壳幔过渡特征的源岩（如基性岩出露地表风化后与其他来源的物质共同组成的沉积岩经构造作用深埋于下地壳的变质岩），由这样的源岩部分熔融形成的花岗岩自然具有壳幔过渡（混合）的特征，而非花岗岩形成后地幔端元岩浆与地壳端元物质混合的概念。