误区之二:不恰当地用板块构造学说解释大陆花岗岩问题

2025-04-13 20:23:49
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板块构造学说兴起于20世纪60年代,板块构造学说的创立是地球科学划时代的革命。板块构造理论是从对洋底的观察发展起来的,其基本点是:在推测的地幔对流的驱动下,新的大洋板块在扩张脊生成,在消减带俯冲进入地幔;变形作用、地震和火山活动主要发生在消减板块边界。近半个世纪,板块构造学说已经渗透到地球科学的几乎所有领域(金振民和姚玉鹏,2004;郭安林和张国伟,2004)。但是,板块构造理论也是相对真理,它不是万能的,它也有缺陷,它也需要“与时俱进”。板块构造基本上还是一种运动学理论,它主要描绘了地球表面水平运动的特征,没有解决驱动或承受板块运动的力源。板块构造解释不了火山热点和大火成岩省问题,是地幔柱理论解决了上述问题。大洋岩石圈与大陆岩石圈在物质组成、厚度和流变学性质上存在明显的差异,因此,大陆构造的多样性、复杂性和分层性也是板块构造理论难以解释的(金振民和姚玉鹏,2004)。板块构造成功地解释了与板块边界相联系的岩浆活动,但是,它并未解决大陆内的岩浆活动。板块构造充其量只解决了玄武岩的问题,而且还不是玄武岩的全部。有人认为地幔柱理论是板块构造理论的继续,实际上地幔柱理论与板块构造理论是完全不同的,也不能与板块构造理论相提并论。板块构造不是地球一形成就有的,是地球演化到一定阶段的产物。目前已知板块构造始于元古代,有可能向前推进到晚太古代或30亿年前。但是,地球的历史>45亿年,远古时期的地质记录(包括TTG)只保存在大陆上。因此,花岗岩的历史远远老于板块构造的历史。花岗岩主要来源于大陆,可我们一直试图按照板块构造的理论来研究大陆花岗岩,走了近半个世纪的弯路。Pearce etal.(1984b)关于花岗岩构造环境的判别方法用于解释海洋和海岸边缘花岗岩大致八九不离十,而一旦进入大陆就不灵了,就是这个道理。

花岗岩构造环境研究是否花岗岩研究的前缘领域国内存在争论(见本书第14章),该争论的实质是板块构造理论能否应用于大陆花岗岩研究。许多人认为,利用地球化学标志可以判别花岗岩形成的大地构造环境。但是,花岗岩地球化学性质主要反映的是花岗岩源岩的性质及其形成的构造环境,而非花岗岩形成时的构造环境。我们的研究发现,全球花岗岩可以分为产于大洋及其边缘(海岸)的、产于板块边缘和陆内与碰撞有关的和产于陆块内部的三类花岗岩。产于大洋及其边缘(海岸)的花岗岩源于洋壳类型的玄武岩(MORB、IAT、OIB等),花岗岩具明显的地幔印记(Nd同位素比值高,Sr同位素比值低),大体可以用现有的判别图判别其形成的构造环境。与碰撞作用有关的花岗岩大多分布在陆块边缘,同碰撞和后碰撞指的是构造(变形)事件,与板块构造环境(洋脊、岛弧、洋岛、裂谷等)在概念上是不同的。区分同碰撞和碰撞后花岗岩不能单靠花岗岩的地球化学标志,也不能单靠花岗岩构造判别图,而应当从岩石组合和岩石性质两方面入手(见本书第5章)。而产于陆块内部的花岗岩其形成主要与地幔来源的热有关,花岗岩的地球化学性质主要决定于源区性质及形成时的深度,与地表浅层构造作用和事件无关。本书作者的研究表明,地球上只有大约10%的花岗岩可以探讨其形成的构造环境,20%左右的花岗岩需要研究它们与构造事件的关系(同碰撞或后碰撞),而约70%的产于大陆上的花岗岩,既无从考虑其形成的构造环境,也无需研究其与构造事件的关系。因此,花岗岩构造环境判别的理论不具有普遍的意义,花岗岩构造环境判别方法既存在理论上的不足和概念上的混淆,也存在操作上的困难,需要重新思考。