分析不同类型侵位机制与岩体形态和内部组成的关系

1、分析不同类型侵位机制与岩体形态和内部组成的尖系?1概念的描述岩体的侵位就是通过围岩的位移而为岩体提供占位的三维空间的过程，与侵入 有所区别，侵位一般指被动侵入，侵入是指主动侵入，侵位大致意思是前期地质构 造作用形成了侵入的通道、空间，后期岩浆侵入到已形成的场地。侵位机制就是开 辟岩体占位空间的机制。侵位机制可以有许多种不同的分法：、按侵位深度分为3类:喷发机制、隐爆机制、侵入机制。分别代表地表、 浅部及较深部位的岩浆侵位机制。按岩浆的迁移距离分为：原地侵位、异地侵位。按岩浆结晶程度分为：固态侵位、亚固态侵位、熔体侵位。以上3种侵位方式的最重要的联合侵位方式为熔体异地迁移在一定深度内的 侵位机制

2、。包括下列几种机制：隆起作用、底辟作用、气球膨胀作用、顶蚀作用、 火LU口塌陷作用、带状熔融作用、脉状运移机制、涌流作用、岩墙扩张作用。深度持晶程度-11I陨址札闊 型哩机！ 丄侵扎口钊嘉地侵位 并地程匸壇厲桂位勺态3位同态怪包怵体H地开特在一定渓便也帛71|1 1 1 1 1隆起劝独气轴虑嚴 嵐胖皓状大Lh II牀执运汕逹岩堆护 作用 作用件用 乍用 塀融塌陷粹机制作用 张作记珂1梆槪就机制牙类还可根据侵位时的动力学特点，分为被动侵位、容许侵位和主动侵位机制。书上的思路，是照围岩的位移方式将侵位机制分为四种：围岩向下位移、 围岩向上位移、围岩横向位移和围岩无位移。2、各类侵位机制综述2 1隐

3、爆章增风于1991年将隐爆作用的全过程总结为：岩浆上升到地表浅处一岩浆冷 凝 结晶、二次沸腾、流体和气体在岩体顶部汇集形成气帽一产生震裂和水压致裂、部分 气液逸散降压、岩浆中气液进一步析出一存在微弱的流化作用一岩体顶部气液通道多 次愈合，多次隐爆塌陷一热液蚀变作用一坍塌作用一区域构造改造。上述各阶段有的重复，有的贯穿全过程。总而言之，隐爆机制的本质是超高压导致相 变而发生的一种快速物理反应。岩浆中的多相组分因密度差和粘度差而发生分 离流 动。在隐爆发生的瞬间，岩浆中的多相组分因密度差和粘度差而发生分离流动围岩则在隐爆时的热冲击下局部碎裂并气化、液化，从而使相尖的热液活动及多种成 矿作用得以进行

4、，并由此形成相应的隐爆角砾岩系列及矿床组合。2 2喷发喷发机制的主要控制因素是蒸气作用及通道形状。Wilson于1980年在对火L1I 喷发浮岩物的考察时发现，气体占据的体积分数接近77%时岩浆就破裂。在蒸气作 用中，水蒸汽具有非常重要的作用，对大多数流纹质、英安质到安山质岩浆喷发，在 达到临界喷发之前岩浆内部经历着水解作用，这些岩浆是从浅部岩浆房喷出的，具有 垂向分带，富水岩浆位于岩浆房顶部。最近有人提出岩浆喷发过程的岩浆海绵效应，认为原始岩浆所富集的气体是均匀 的，当岩浆向地表上升时，它会发泡并转变为浮石，就像海绵一样充填着不断产生并 发生相互连接的气泡，在猛烈的喷发中最先到达地表的岩浆通

5、过致密不透气岩石时， 高压气体可使岩浆爆裂开，爆炸形成的破火山口堆积了喷发回落的碎屑物，这种多孔 岩屑环境就像砂石塞，它能让被封闭的气体从中逸出，就像水 从海绵中挤出一样，降 低了岩浆的内部压力，使得火LU呈间隙式喷发。23岩浆原地侵位岩浆原地侵位是指岩浆在形成地不发生明显迁移的情况下就地 冷凝成岩的作用。此类岩体往往是由构造重熔作用形成的。典型的原地岩石为紫苏 花岗岩和紫苏花岗闪长岩。胡志宏和胡受奚将与断裂活动有直接尖系的原地一半原地花岗岩的一般特征归 纳为8个方面：在断裂变质带中，花岗岩主要与各种混合岩共生或伴生，相互之间 显示渐变过渡、局部侵入、局部过渡尖系；岩体中常有大量残留变质岩包体

6、或残 留体，在部分岩体中有时成群出现，排列方向与混合岩、变质岩的片理方向一致； 岩石中黑云母、斜长石的含量常比典型花岗岩的含量高；岩石中广泛发育各种 交代结构，同种矿物出现的世代尖系复杂；钾长石多为中微斜长石和最大微斜长 石，其三斜度在090以上；在岩石化学成分上常常不具备典型花岗岩的特征： 在地球化学组成方面，这些花岗岩无论是主元素、微量元 素还是同位素均显示对变 质岩、混合岩成分的继承性；在绝大多数情况下，不发育典型的熔融包裹体。气 体包裹体的均一温度多为400500 C。近几年通过对断裂带中混合岩化、花岗岩化现象的研究，发现变形作用特别 是 韧性剪切作用对花岗岩化、混合岩化的重要贡献，从

7、而可以解释许多复杂的地质现 象。因此，区分原地一半原地岩体具有十分重要的意义。24固态侵位固态侵位是指未经熔融的岩体，由于构造作用从一个地方迁移到另一个地方，岩 体往往与围岩呈断层接触尖系。蔡东升于1993年在研究苏州西部城隍山一阳巴山 石英斑岩体的侵位机制时认为其是构造冷侵位的结果。徐朝雷等认为中国早前寒武纪的岩基侵入方式具有普遍的固态侵位现象，并以东厂复式岩席状侵入体为例进行了说明。该岩体东西长50 km,北部宽515 km,平面上呈之字型，产状近水平，上覆金岗库组为其顶板，南侧绿片岩相一角闪岩 相的含铁岩系为其底板，北部为较老的岩体，越往南岩体越新，SiO2含量逐渐增 高,A 120 3

8、 ,FeO+ MgO + Fe2O含量逐渐降低。显示岩体由北向南有多次固 态侵位。 其动力机制可能是地层受力后片理张开为岩浆侵位提供了空间。25亚固态侵位顾名思义，亚固态侵位是指岩浆处于半固态状态下的侵位作用。亚固态侵位 岩 体往往规模不大，呈岩脉、岩枝、岩瘤状等。赫英于1995年将此类作用所形成的花 岗岩称为渗侵花岗岩。它是在亚固相下岩浆期熔体一熔液渗侵和分馆作用的产物。 其识别标志以西华L1I花岗岩为例为:见有细晶岩脉尖灭于花岗岩中； 在中粒花岗岩顶部、边部常有细粒花岗岩分布，并有细粒花岗岩穿入中粒花岗岩中;电子探针分析结果表明中粒花岗岩矿物，特别是长石类矿物由边部到核心成分均一；26熔体

9、迁移在地壳一定深度内侵位(1隆起作用：这种侵位机制常在太古代地区出现，常形成片麻岩穹隆的构造形 式。其作用机制为在高密度层之下的部分熔融所形成的低密度熔融体因浮力上升，并 伴随着上覆变质岩岩石发生变形，从而构成穹隆构造。这种机制形成的岩体，平面上呈圆形或椭圆形，其边界与围岩产状一致，俩者呈协调式接触，岩体顶面多平缓，围岩变形不强。底辟作用：底辟是构造穹隆进一步演化的结果。底辟使穹隆侧翼变陡，直 立后形成腰部，由于上覆岩石的下沉，整个底辟上升最快，刺穿覆盖层，达到某一高 度时形成倒水滴状。与底辟伴生的典型构造是在围岩中形成向斜。底辟侵位时，岩浆和围岩均处于由岩浆浮力形成的同一应力场，形成的岩体

10、产状及内部组构往往一致，底辟侵位的岩体往往是无根的协调侵入体。根据Castro模式,许卫等描述了安徽青阳花岗闪长岩3个阶段的形成作用：水 平压缩与岩浆浮力作用使岩浆呈强烈底辟式上涌，并向围岩拓取空间，改造围岩产生 热液从而产生一致构造；岩浆不断挤压围岩，形成环状向斜，与围岩的剪切作用 使初始形成的包体拉长，形成线理、叶理;岩浆上升减弱，膨胀作用加强，最终形成 环状向斜。英格兰RW于1992年认为底辟作用是地壳内使巨大的岩体搬运相当长距离的 合理的作用。但马洪KL等用数学模拟表明，底辟作用就其直径来说，只能抬升很 短的距离，这也是观察不到花岗岩底辟根的原因。气球膨胀作用：Ramsay于1981年

11、提出了气球膨胀作用,其机理是上升 的花 岗岩浆开始结晶，岩浆粘度增大，发生原地膨胀，围岩则因岩浆扩展而遭受热动力变 形作用，岩体内部组构也由中心向外部边缘而增强。气球膨胀有一次和多次脉动两 种类型。气球膨胀花岗岩一般具有如下特征：水平面上呈圆形或椭圆形；具同心环 带状构造，中心相与边缘相相比其成分偏酸性，形成时间晚：有平行于接触面的面 状组构，边缘更发育；围岩中不仅具有平行于接触面的面状组构，而且是纯压扁作 用的结果。1993年董树文等在研究安徽董岭花岗岩时发现底辟或气球膨胀作用不仅使围岩 发生变形，而且发生变质作用，且由于热场与力场传递速度的差异，围岩的内带是先 变质后变形，中带变质、变形同

12、时发生，外带先变形后变质。北京周口店的花岗闪长岩体是一个典型的热气球膨胀式侵位的岩体，该岩体内 部和围岩构造表现为：岩体边缘挤压片理明显，产状与接触带平行，呈环状分 布，向中心逐渐消失，尤其在岩体西北部发育韧性剪切带。侵入岩在岩体边部为 高应变结构，石英波状消光明显，在西北部边缘甚至强烈拉长，云母强烈扭折， 长石出现碎裂化，而岩体中部则具有典型的花岗结构。顶蚀作用：戴利认为非常热的岩浆使冷的围岩碎裂之后进入岩浆而被吸收， 称为顶蚀作用。这种作用仅仅在不整合侵入体的边缘带可以辨认出来。这种碎裂块 呈不规则棱角状捕虏体。过去对这种侵位机制研究得非常有限，而最近几年由于岩 浆包体研究热潮，岩浆顶蚀作

13、用逐渐被重视，因为通过对捕虏体的形态、成分等的研 究可以了解岩浆作用的全过程，尤其是地壳深部作用过程。同上述所说，通过顶蚀作用侵位的岩体，往往切过围岩层理的产状，形成不 协调侵入体。岩体边缘带可见不规则状、棱角状的围岩捕掳体。另外，如果岩浆的温 度及围岩的成分适当，岩浆就可能同化捕掳体，发生同化混染作用，在侵入体中 形成外来矿物的条带或斑点。火Jj口塌陷作用：安德森推断花岗岩岩浆可能是火L1I喷发时留下的，当岩浆 房塌陷时，残留花岗岩岩浆沿下陷顶板上涌，这一过程被称为火LL1 口塌陷。火山口 塌陷作用代表形成环形杂岩体的一种机制，因而又称环状岩墙侵入作用。带状熔融作用：在带状熔融作用(zone

14、 m elting)过程中岩浆是呈顶部熔融、 底部固结而上升的，其上升具有阶段性，岩浆成分继承了所经历的围岩成分。这一过 程在岛弧区岩浆运移与侵位中有一定意义。脉状运移：Petford认为岩浆的上升和侵位受同一断裂系统控制，呈岩脉状 运移，并以秘鲁Andes的Codilleran岩基为例，结合岩基下地壳岩柱的地球物理测 量值估算了岩浆上 升及侧向位移的时间。上述过程与于1991年提出的破裂岩浆系统相似。Cortini认为一个岩浆系统似 乎可以想像它是由断裂、脉、细脉构成的一个复杂网络，其大小可以大到补给脉小到 粒间薄膜，就像血管系统一样。其过程是当岩浆幵始向地表运动时，最小的脉会快速 凝固并同

15、时释放出流体。如果这些流体被相邻的一个更大的网络中的岩浆所吸收， 那么残余岩浆向地表上升就会更容易，因为含水流体减小了岩浆的密度和粘度，因而 有助于增大岩浆的浮力，减小上升的摩擦力，这一过程会一直持续到地表。这一机制 与Meyerhoff等在1977年提出的全球脉动构造相似，当时被称为软流圈脉动。涌流作用：该机制由Meyerhoff于1992年提出，他认为大地构造的原因 是岩石圈的压缩，在不断冷却的地球中，岩石圈处于切平面上各向相等的切向压力之 中，在大地构造旋回中，这种压应力持续增长直到构造活动发生，压应力强度的变化 使岩浆非常缓慢地以脉动形式涌流运移，当压应力增加到足以使通道破裂的强度时，

16、 通道内的物质就向外、向上涌流。涌流通道的充填与泄空就是大地构造的旋回。易顺华等认为热液脉动与岩浆涌动仅仅通过构造脉动来加以解释是不完全的， 并认为用“间隙喷泉”理论解释更为合理。也有人认为用耗散结构理论解 释岩浆多 幕涌动更令人信服。岩墙扩展作用：岩墙扩展作用是岩浆运移的主要机制，作为花岗岩主要上 升、侵位机制的底辟模式已不能解释许多问题，近年来受到越来越多的质疑。越来 越多的资料显示花岗岩可在拉张、挤压、剪切走滑等各种环境中上升、侵位。剪切带 包括断裂在内起主要作用，尤其是韧性剪切带起的作用最大。彭玉琼于1995年研究认为早白垩世鸭绿江断裂出现走滑运动，并在它的拉 分 区形成了花岗岩岩套。

17、王宗秀于1997年研究认为析多花岗岩是鲜水河高温韧性平 移剪切带左型运动的周期性产物。Speers在研究南阿巴拉契亚山脉阿勒格泥期侵入 体的生成、分离、上升和侵位时认为，岩浆大多沿断裂带上升，且每次脉动都沿同一 通道上升，形成复式岩体，岩体侵位多限于断层或褶皱中的拉张部位或最小挤压区， 岩浆作用与剪切带一致。2.7主动、被动及中间状态的侵位机制Hutton、Paterson和Fowler提出和厘定了岩体的被动、主动侵位机制，将岩 浆 的侵位机制分为被动侵位、主动侵位和介于二者之间的容许侵位。所谓被动侵位是 指岩浆沿围岩中的构造侵入，它对围岩不起破坏作用，且常与围岩的产状一致，无 明显变动。围岩的同化作用不明显。这种侵位方式常见于浅成侵入体，如江西铜厂、 湖南七宝山的小岩体既是。主动侵位是指岩浆的侵入主要依靠其本身的上冲压力侵 入到一定场所。它表现为岩浆对围岩的机械破坏明显。常形成岩体顶部的穹状构 造。在热力作用的配合下，可形成一系列复杂形式的热变流褶皱，如湖南柿竹园矿田 的褶皱轴面上的劈理，在热动力作用下所形成的复杂揉皱。主动侵位的岩体中的顶 垂体和捕掳体的产状常发生改变，以致与围岩产状不相一致，岩体中德同化作用也 较之被动侵位明显。处于中间状态的容许侵位，则兼有二者的特点。岩体的侵位方 式不同，决定着岩体接触带构造的某些特点的不同，从而 影响着矿化的分布。3、总结岩