岩石学报  2017, Vol. 33 Issue (5): 1459-1478   PDF    
花岗岩与大地构造
王涛1, 王晓霞2, 郭磊1, 张磊1, 童英1, 李舢1, 黄河1, 张建军1     
1. 中国地质科学院地质研究所, 北京 100037;
2. 中国地质科学院矿产资源研究所, 北京 100037
摘要: 花岗岩(广义)是地球有别于其它星球及地球上大陆地壳有别于大洋地壳的物质标志,是大陆上分布最广的岩石之一。在已有研究基础上,本文系统阐述了花岗岩大地构造的内涵、研究思路、研究内容和发展方向。花岗岩大地构造将花岗岩视为一种构造标志体、地质体,是从花岗岩角度,探索解决大地构造问题,其研究内容可概括为物理特性(构造)、物质组成(岩石地化)和年代学三大方面,具体研究内容包括:(1)巨量花岗岩浆侵位的物理特性变化及其构造意义,包括岩浆上升迁移、汇聚定位及岩体(带)形成/构建过程;(2)花岗岩体变形改造及其构造意义;(3)花岗岩物源与大陆生长及深部结构,以新老物质组成,划分造山带类型;(4)巨型花岗岩带发育过程与大陆聚散,探索超大陆和中小板块聚散的岩浆响应。花岗岩大地构造丰富了大地构造研究内容,也有助深化花岗岩体(带)形成、发育过程和构造背景的认识。它的提出是当今地球科学学科交叉、融合发展的必要。
关键词: 花岗岩     构造标志体     形成/构建过程     热动力学     深部物源示踪     造山带类型    
Granitoid and tectonics
WANG Tao1, WANG XiaoXia2, GUO Lei1, ZHANG Lei1, TONG Ying1, LI Shan1, HUANG He1, ZHENG JiamJun1     
1. Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China;
2. Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China
Abstract: Granitoids are currently known to exist only on the Earth, and form a major part of the continental crust, distinguishing the earth from other planets and the continental crust from the oceanic crust. Combined with previous studies, this paper introduces the "Granitic tectonics" and expounds its connotation, research approaches and contents, and the direction. It regards granitoid as a tectonic and geological indicator, and aims at exploring solutions to tectonic problems, from the perspective of granitoids. Research contents mainly include physical properties (structure), compositions (petrogeochemistry) and geochronology. (1) Physical property and tectonic significance of emplacement of voluminous granitic magmas, including magma ascent, migration and emplacement, as well as constructions of plutons and plutonic belts; (2) deformations of granitoid pluton and the tectonic significance; (3) source of granitic magma and continental growth, as well as deep structures to divide orogenic types in light of volume of juvenile and old compositions, and (4) relation between the formation of giant granitic belts and the movement of continents, to trace the magmatic response to the assemblage and breakup of supercontinents and medium to small plates. Studies on granitoid geodynamics would be able to enrich geotectonic research, which also lead to a new understanding of the generation, development processes and tectonic settings of granitoid plutons/belts. It is necessary for multidisciplinary integration of Earth sciences.
Key words: Granitic pluton     Tectonic marker     Formation process     Thermodynamics     Source tracer     Orogenic type    
1 引言

花岗岩(广义)是地球有别于其它星球、大陆地壳有别于大洋地壳最主要的物质标志,是大陆上分布最广的岩石之一(Lundstrom and Glazner, 2016; 在一些造山带占40%~70%),记录了大陆形成演化的各种信息,是研究大陆形成演化的核心内容,对于人类认知固体地球具有无法替代的作用(翟明国等, 2016)。因此,花岗岩研究一直是地球动力学、特别是大陆地质研究的重要内容(洪大卫和王式洸, 1993)。从20世纪70年代以来,花岗岩的研究经历了三个阶段(物源分类,探讨成因;构造环境分类;探索壳幔作用及地壳生长,王德滋和沈渭洲, 2003)。总体来看,物源、成因及构造环境一直是花岗岩研究的主题(吴福元等, 2007)。其中,花岗岩与大地构造的关系以及地球动力学意义一直是人们最感兴趣的问题之一。但愈来愈多的研究表明,花岗岩与板块构造的关系并非像以前认识的那样简单。因此,花岗岩与构造的关系需要更加深入研究。

另外,不同学科的交叉融合是地球科学发展的趋势。作为地质学的上层建筑—大地构造是各种学科综合研究的一种体现,也是各个学科努力探索与其结合、融合的发展方向。例如,已经提出和探索“沉积大地构造”、“岩石大地构造”等(如翟明国, 1992)。鉴于花岗岩的特殊性,特别是(1) 花岗岩分布广泛,构成探测深部物质的众多窗口;(2) 花岗岩发育于地壳生成与破坏及造山带演化的全过程,是追索这些过程最为重要的研究对象之一;(3) 花岗岩易于定年,是精确定年的最佳对象;(4) 花岗岩是一种特殊的构造标志体,直接提供了大量构造信息;因此,有必要明确提出和强调“花岗岩大地构造”术语的意义。之前,我们探索和提出过“花岗岩构造动力学”(王涛等, 2007),初步论述过花岗岩与大陆构造关系(张国伟等, 2017)。在此基础上,本文从新的构造角度,进一步提出“花岗岩大地构造”,集中阐述其内涵、研究内容及主要意义、今后可能的发展方向等,以期抛砖引玉,重视花岗岩与大地构造关联的研究,为丰富大地构造学及大陆构造理论做出贡献。

2 花岗岩大地构造的内涵与研究思路 2.1 花岗岩大地构造的内涵

本文论述的花岗岩是广义的,即花岗质岩石。花岗岩大地构造就是,以花岗岩体为标志体来研究和探索大地构造问题,研究内容可涵盖物理特性(岩浆物理特征、岩体、构造)、物质组成(岩石地化)和年代学三大方面,包括探索花岗岩浆的上升迁移、汇聚定位和变形改造及物源演变,揭示区域构造变动(流变、位移、抬升)、大陆地壳增厚与减薄、汇聚与裂解及深部物质组成结构/生长演化等地球动力学过程;研究目标是寻找花岗岩与大地构造的关联,为丰富大地构造学理论,探索、创新板块构造、地球动力学、大陆动力学作出贡献。本次重点讨论花岗岩体与构造的关系。今后,也许可将中酸性火山岩纳入进来,形成更为广泛的花岗岩及大地构造。

之前提出的“花岗岩构造动力学”(王涛等, 2007)侧重研究花岗岩构造、岩浆物理特征等。近年来,随着年代学特别是物质成分测试技术提高和广泛应用,花岗岩年代学和物质来源的研究及数据积累突飞猛进,开拓了研究视野,花岗岩物质组成与构造研究结合也越来越紧密,进而使花岗岩的研究拓展到整个大地构造,包括地壳的深部组成与演变等。因此,本文提出的花岗岩大地构造,是花岗岩构造动力学的深化与拓展,是花岗岩构造动力学与花岗岩成因、地壳物质组成的研究进一步结合的产物。

2.2 花岗岩大地构造研究思路与方法

花岗岩大地构造研究思路是构造地质学与岩石学、地球化学、地球物理学思路和方法的结合与融合,突出并充分应用构造地质学的思维方式,开展岩石学、地球化学研究,并解释地球化学与地球物理学等方面的海量数据。

2.2.1 加强野外观察、填图

花岗岩问题说到底是个花岗岩地质问题,特别是构造问题;因此,野外观察是基础。野外观察与填图是构造地质研究的基本方法,也是各类分析测试的研究基础,花岗岩大地构造研究更是如此。从一个岩体的精细填图,解剖单元,到一个岩带的填图;在精细解剖基础上,进一步归并单元,建立序列和谱系单元,从而准确划分和理解岩浆期次,查明岩浆性质及其演化。从解剖岩体到建立岩体群的谱系单位是深入岩浆演化成因的基础和关键,是地球化学等室内分析测试和研究的基础。要改变目前花岗岩研究以露头采样、室内测试、投图分析、得出结论的“标本地质学”、“粉末地质学”的简单化程序化或模式化倾向。

越来越多的研究特别是精细地质填图显示,很多花岗岩体是复式岩体,几个露头观察,尤其是几个点上的采样,不能代表整个岩体的全貌,甚至不能代表最基本的特征。加强野外基础地质调查与研究越来越凸显出其重要意义。例如,内蒙中部中蒙边界石林地区,一个花岗岩在地质图上一直标为石炭纪。近期发表的年龄为二叠纪,分析的样品来自岩体的东南侧。我们近期的1:5万花岗岩专题地质填图揭示,该岩体是复式岩体,主体为早侏罗世(160Ma)和晚白垩世(132Ma)两个系列(各个系列由2~3个单元组成),并有大量二叠纪捕掳体。类似的实例还有很多。

2.2.2 充分应用各类学科测试技术,获取多种观察数据

充分利用年代学、物质组成(地球化学)、物理参数、实验模拟等分析测试技术获取多种尺度、多种信息的观察数据,特别是注意要用新的测试方法、新的研究思路,获取新的观察数据。例如,花岗岩一般含有很多捕获/继承锆石,尽管其成因不明、来源复杂,但其统计分析,可提供限定地壳深部物质年代学和同位素特征的信息(Zhang et al., 2015)。值得提及的是,分析测试要注意代表性样品的精确测试与正确分析,还要注意应用构造地质学时空尺度的概念及思维方法,如对于微区测点分析数据的分析(见下)。

2.2.3 应用构造思维,全面理解和正确分析各类学科数据

时空尺度及其演变概念是构造地质学思维的一个特点。首先,在空间尺度上,要注意研究要素在不同空间位置的变化,如构造非均匀的应力场(或应变场)或叠加的构造应力场(应变场),不同地点应力(或应变)性质可以完全不同(如一个褶皱是挤压环境,而转折端同时可能是伸展的)。有了这个尺度和演变的概念,“同时”可以“异相”(不同环境),“异相”可以“同时”;挤压和伸展可以在不同层次、不同尺度、不同地点同时存在。地壳上部可能是挤压的,但下部可能是伸展的(王涛和郑亚东, 2002; Wang et al., 2011)。有了这样的思维方式,容易理解一个点的测试数据不一定能代表一个区域,特别是一些不均匀的研究对象。这对于全面了解地球化学,特别是一些微区分析数据,具有重要价值。例如,锆石微区Hf同位素测试,要明确所测试结果是否能代表整个锆石的成分特征?是否代表整个岩石乃至露头的成分。此外,需要提及的是,以不同构造单元的分析数据来分析数据在空间上的变化规律和意义,需要以同时的数据为原则,否则,就忽视了不同构造单元中岩浆演化的影响。例如,一些研究中,阐述了花岗岩同位素特征的演化;但是,仔细分析这种变化实际上是不同构造单元制约的,与岩浆物源演变没有关系。

其次,在时间尺度上,要注意分析演变。在不同构造应力场(应变场)的叠加(先后)下,或者,即在同一个构造应力场(应变场)的联合(同时);同一个点的应力(应变)随时间是变化的。一个构造的发育、形成是一个递进的过程,只有了解这个概念,才能更深刻认识地质过程。同理,在岩石地球化学分析时,要充分了解各种数据或参数的时空演变特点。这是进一步了解和揭示构造动力学过程、地质过程的关键。例如,简单地依靠构造环境判别图对一期岩浆的“静态”投图(即以数据投点在不同环境区域界线为准判别环境)不能确定构造环境。但若以“动态演变”的思维,以岩浆序列不同期次岩浆投点及其演变轨迹来综合分析,有可能揭示真正的构造环境及其演变(详见下)。另外,还应该注意的是,在很多情况下,分析每个数据或者参数在时间上的演化,必须在同一个构造单位,排除空间上不同构造块体的制约因素。

2.2.4 关键数据的填图及大数据建库编图,揭示演变规律

将观察要素和数据空间化即填图、编图(包括三维、四维填图),是构造地质学的主要思维方式和实现数据时空分析的有效手段。对于花岗岩研究而言,在地质填图与编图基础上,对特殊的物质(如地球化学参数,同位素参数等)参数或物理参数(如磁组构)或年龄参数(冷却年龄)开展填图和编图,是实现花岗岩质岩石学、地球化学、地球物理与构造地质结合的最佳手段之一。例如铝饱和指数填图(孙涛等, 2016)、Nd-Hf同位素填图(Wang et al., 2009; Hou et al., 2015)、捕获锆石填图(Zhang et al., 2015)、磁组构填图、岩体剥蚀深度填图等。

利用大数据分析的思路与方法,建立数据库,编制数字化图(如用GIS软件),分析岩浆的时空演化和成分演变,从而揭示大地构造环境及其演变。从单个精细的测试数据到大数据的集成分析,体现大数据时代下的地质学研究特点。花岗岩是地壳分布最广的岩石之一,又是年代学、地球化学等测试的对象,因此,积累了海量数据。这些数据的建库编图,可以更好地揭示时空演化,从一个岩体构建的几个百万年时间尺度,到巨型岩带的近百个百万年时间尺度,特别是使精细描述一个巨型岩基带的形成成为可能。另外,海量数据统计可以揭示岩浆的演变规律,甚至可能揭示出一般观察难以观察到的新规律。

2.2.5 注意构造与岩石在一些概念上的差异和统一协调

构造学论述的挤压或伸展和岩石学(花岗岩)推测的挤压或伸展在尺度上、概念上是有差异的。在空间尺度上,前者可以是各种尺度,包括区域尺度和中小尺度,如一个地区、一个褶皱;而后者往往指的是岩石圈尺度。在时间尺度上,前者(挤压和伸展)可以是短暂的(如一个褶皱的发育过程),也可以是长期的(如一个造山带的发育过程);而后者涉及的时间尺度较大(岩石圈挤压与伸展、或构造环境转变一般要>20Myr)。所以,很多情况下,两者不能等同。要慎用地表观察到的构造变形去揭示岩石大地构造环境;同理,也要慎用岩石学推测的挤压或伸展环境去揭示构造变形的环境。

3 花岗岩大地构造研究内容及意义

花岗岩大地构造研究内容可概况为物理特性、物质组成和年代学三大方面,重点研究内容包括:(1) 花岗岩体物理特征(如岩浆热动力及岩体流变学),探索花岗岩浆形成、上升、迁移、定位及花岗岩体(带)形成(构建)过程及其构造意义;(2) 变形特征、年代学,探索构造变形(壳内流变)过程及其意义,以其视为构造标志体,揭示区域构造动力学;(3) 花岗岩物源示踪,探索地壳生长及地壳深部物质组成结构,为划分大地构造单元提供深部依据;(4) 巨量花岗岩带的岩浆演变、构造变形,为探索大陆聚散提供依据。应当指出的是,以下有些内容在“花岗岩与大陆构造”(张国伟等, 2017)已有论述;在此,补充新的内容,尽量避免过多重复。

3.1 岩浆上升定位及岩体(带)形成过程的构造物理特性及动力学意义

花岗岩浆形成到上升定位过程和其物理特征(温压、粘度等)及其所揭示的构造动力学意义的研究难度较大。以下应该是花岗岩大地构造研究的主要内容。

3.1.1 花岗岩浆上升迁移、汇聚定位及岩体空间问题

这是花岗岩构造一直致力于研究的重要内容。这方面的研究需要大量的野外观察和实验模拟(Brown, 2013)。直接观察到的花岗岩体(带)是岩浆在观察层次范围内定位的结果。有关定位机制已有很多研究,提出多种机制,如底劈、气球膨胀、剪切带剪切拉张及岩墙扩展等。一般认为,底劈、气球膨胀属于主动定位,常发育在挤压环境;而岩墙扩展发育于伸展环境。但是,一些情况下并非如此简单。伸展环境下,也可以发生花岗岩体的主动定位,如亚干伸展变质核杂岩中的花岗岩体(Wang et al., 2002)。此外,需强调的是,多数情况下,一个岩体的定位机制是复合的,复合定位机制研究才能更好地解决岩体的定位,也有助于理解岩体定位空间问题(Wang et al., 2000)。

岩体定位空间是一个古老而至今未能很好解决的难题。已有的研究显示,任何一个单一机制解释不了岩体空间问题,岩体空间的取得可能是一个构造物理过程(如上述各定位机制和围岩捕获等)和化学过程(同化混染、岩浆混合等)联合作用的结果。这就需要物理方面如构造和物质方面与岩石地球化学研究结合。三位复合定位机制对此提供了一个研究思路和实例(Wang et al., 2000),即花岗岩体的定位主要是通过围岩韧性压缩、围岩刚性扩展和岩浆侵吞三个极端端元机制的复合机制取得的,前两者是构造过程,后者是物质过程。从这一个角度思考,可能对花岗岩体的空间问题有较好的理解。

相对定位机制研究而言,花岗质岩浆如何上升的这一关键问题研究较弱。这是今后应该加强的研究内容。按照一般认识和提出的一些模型(如图 1),岩体(带)应该有上升的岩浆通道。但是,实际研究中,少有这类的研究和报道。一方面可能是这些通道狭窄,不宜观察到;另一方面,也有可能被构造改造破坏,特别是被近水平的构造剪切带位移;因此,造成很多花岗岩体都是无根的假象。这方面研究可以借助地球物理探测,探测巨型花岗岩体(带)可能的通道。另外,在一些地壳中深层次,注意寻找、观察可能的岩浆通道。例如,大量花岗岩脉(岩墙)的发育是否是这种上升迁移的轨迹或通道?这方面的研究也有利于认识所观察的地壳层次(剖面),也有利于成矿背景和定位的认识。

图 1 花岗岩体在地壳发育的剖面简图(据Cawood et al., 2013) 展示岩浆从起源到定位的大陆地壳层次、部位及与地壳流变关系.下地壳麻粒岩-角闪岩相高压区发育深熔及原地花岗岩,增加地壳流变性.花岗岩上升多呈脉状(岩墙),多以层状定位于中上地壳,导致局部流变性增强.很多脉状岩体有可能就是大型岩体形成过程中的岩浆通道 Fig. 1 Crustal section showing generation, ascend and emplacement of granitoid magma from low-, middle-and up-crustal levels (after Cawood et al., 2013)

此外,已有的研究揭示,花岗岩浆的形成、上升、迁移、定位过程可引发一系列构造热动力效应:① 产生热膨胀(一般可达2%~25%, Hutton, 1997);② 降低区域岩石密度,增加浮力;③ 降低围岩岩石强度,这对区域大陆构造(特别是深部流变)发生、深部地质体的抬升必然起到重要作用,也可能是构造变动的动力来源。但是,这些作用究竟有多大?如何定量、半定量评述?目前还没有很好地解决。定量估算不同类型的定位机制大小,特别是估算岩浆汇聚及岩体膨胀速率,推断对区域构造的动力贡献,是一个值得探索的方法。

3.1.2 花岗岩体(带)的形态、大小和形成/构建过程及构造意义

花岗岩体(岩基)和花岗岩带是一个地质体及构造体,必然有一定的体积、形态和形成/构建(formation/construction)过程。这些特征和过程无疑具有重要的构造意义。

通过大量统计分析发现,在不同层次形成的岩体形态似乎有一定的规律(图 2, McCaffrey and Cruden, 2002; Brown, 2013)。应用深部地球物理、钻探等技术,研究岩体(带)三维形态,探索岩体形态发育规律,可以提供岩体定位机制、定位深度及其构造背景信息,揭示和推测岩体(带)形成的地壳部位、构造环境及板块俯冲的位置和角度等。

图 2 岩体三维形态、围岩属性及侵位深度在其形成、垂向生长和侵位过程中之间关系卡通图 (a)侵入岩厚度(T),宽度(L)和水平面积(A)数据关系(据McCaffrey and Cruden, 2002). S-实线曲线依据肉眼画出数据拟合线,虚线区域代表这些曲线数据的大概范围限定,代表性岩体样式在该S-曲线附近;(b)依据岩体生长大小、主导侵位机制和侵位深度对S-曲线的解释(据McCaffrey and Cruden, 2002; Brown, 2013) Fig. 2 The relationship of the dimensional data, host-rocks mechanical properties and different emplacement depths during the initiation and growth of plutons (a) compilation of intrusion thickness (T), width (L), and horizontal area (A) data (after McCaffrey and Cruden, 2002). The solid S-curve is drawn though the data by eye, and the shaded area represents the approximate limits of the data about the curve. Representative intrusion styles are shown adjacent to appropriate parts of the curve; (b) an interpretation of the S-curve in terms of minimum and maximum growth limit, dominant emplacement mechanism, and depth of emplacement in the crust (after Cruden and McCaffrey, 2002; Brown, 2013)

绝大多数岩体都是复式岩体,具有多次岩浆聚集、幕式生长特点(Dufek and Bachmann, 2010; Schoene and Bowring, 2010)。这种复式岩体的生长形成至少包括几何(空间)过程和物质过程,前者直接与区域构造动力学有关,后者与地球动力学背景有关。岩体型式和生长方式可概括为中心式、偏心式、侧向式、不规则式、中心多点式。前者可认为是非极性生长,后四者属于极性生长(王涛等, 1999, 2007)。单个及若干岩体的生长方式一般反映了局部的构造运动学和动力学状况,如剪切走滑控制不对称岩体生长型式(如Fernández and Castro, 1999)。岩体群生长方式可能反映了区域构造运动学和动力学特点,犹如火山热点飘移,如尼日利亚Jos高原北部6个环状杂岩体的中心迁移(Turner and Bowden, 1979);秦岭造山带核部古生代花岗岩体侵位中心东移揭示了秦岭杂岩向西的侧向挤出(Wang et al., 2005)。

巨型花岗岩带的形成也有一个发育过程,并可能有岩浆带的时空迁移和变化。这种迁移与板块作用有关。岩浆带向内陆迁移一直作为俯冲方向判别的证据,也是板块平板状俯冲效应,如南美安第斯俯冲带(Goss et al., 2013; Kay et al., 2014; 图 3);而相反方向的迁移,可能是板块回撤效应,如俄罗斯远东西太平洋陆缘带110~70Ma花岗岩带。华南中生代岩浆带向NW的迁移和后来向SE迁移有可能是早期平板状俯冲(Li and Li, 2007)到后来板块后撤的反映(Zhou et al., 2006)。青藏高原冈底斯带80~40Ma的岩浆先从南向北、后再从北向南迁移似乎也有相似的动力学特征(莫宣学, 2011)。而岩浆带平行造山带的迁移,多认为是大洋剪刀状闭合和俯冲碰撞造山的结果(Huang et al., 2015)。

图 3 安第斯中部一带(25.5~28°S)在8~5Ma期间岩石圈剖面卡通图(据Kay et al., 2014) 展示南美平板俯冲下,岩浆向内陆迁 Fig. 3 Lithospheric cartoons showing generalized transects near Central Andes (25.5~28°S) at 8~5Ma (after Kay et al., 2014)

随着年代学分析技术的提高和广泛应用,在详细的野外填图和谱系单位的建立基础上,应用大量精细的年龄数据,以及地球化学热模拟,可以精细刻画一个岩体的“快速”形成/构建过程,也可以描述一个巨型花岗岩带的形式过程和速率,从而可以反演构造动力学过程和速率。许多研究表明,多期次生长(增量)侵位(incremental emplacement)比瞬间侵位(instantaneous emplacement)对岩体的建造和生长起的作用更大(图 4Annen, 2011; Blanquat et al., 2011; Paterson et al., 2011),如美国内华达山脉的McDoogle岩体(Bartley et al., 2006),犹他州Henry山脉的侵入体(Horsman et al., 2009),科罗拉多河地区的第三纪侵入体(Miller et al., 2011)和内蒙古的任家营子岩体(Li et al., 2013)等。

图 4 侵入岩中不同矿物所记录的年龄信息集成分析能被用来揭示岩浆作用节奏的实例 (a)全部体积的瞬间侵位,岩体冷凝缓慢,各种矿物计时器产生了一系列的年龄;(b)与(a)相同体积的多期次生长(增量)侵位,持续了3Myr(Coleman et al., 2016) Fig. 4 Examples of how chronometers can be used to decipher the pace of plutonism (a) instantaneous emplacement of the entire volume. The pluton cools slowly and chronometers yield a range of ages; (b) incremental assembly of the same volume as (a) over a 3Myr period (Coleman et al., 2016)

从构建的时间尺度看,一些复式岩体的形成可以在几个百万年(Myr)完成(Glazner et al., 2004)。瞬间巨量花岗岩基的形成(岩浆爆发)也应该是某种构造动力学体制突变的显示,如青藏高原冈底斯碰撞岩浆带52~51Ma的岩浆大爆发,可能是(约53Ma)新特提斯洋壳断离的响应(Zhu et al., 2011)。而一些巨型花岗岩带构建的时间可能是慢速的,有的甚至经历了数百个百万年(Myr)。

3.1.3 岩浆温压条件与起源深度及构造块体的抬升意义

岩浆的物理学特征(如岩浆温压、粘度、流变学等)一直是岩浆岩石学和构造地质学致力于探索的主要内容。这是了解岩浆迁移定位,获取大地构造信息的关键。岩浆温压等物理学特征的研究包括岩浆起源的温压条件和岩浆定位的温压条件两个不同的阶段和不同的层次。

岩浆起源的温压等物理条件研究难度较大,没有好的定量估算方法,特别是压力环境。埃达克岩概念的提出和发展,从岩浆熔体和源区残留体之间的相平衡角度,为探索岩浆起源深度(压力)、评估花岗岩成分与地壳厚度关系提供了新思路;据此,还进一步尝试提出,依据压力对花岗岩进行分类(张旗等, 2010)。这是值得深入探索的方向。需要注意的是,埃达克岩石可能具有多种成因(如岩浆混合, Chen et al., 2012)。因此,要以此探索岩浆起源深度和估算地壳厚度,首先应该排除其他成因可能,找出只可能与压力及地壳厚度有关的埃达克质岩石(Martin et al., 2005; Castillo, 2012; Profeta et al., 2015)。

热无疑是岩浆形成的必要条件。问题是什么作用造成陆壳的某些部位(包括下、中、上陆壳)的岩石发生熔融,从而生成大规模的花岗质岩浆?花岗岩浆的存在是壳内温度升高的结果还是原因?深熔作用产生的岩浆如何到达地壳浅部?大规模的花岗岩浆如何在充满岩石的浅部地壳获得其所需要的空间。以往提出的“原地”花岗岩常与超变质作用或混合岩化作用同时、共存。这些变质岩及混合岩化的温压条件大致可以约束花岗岩浆的起源条件。一般而言,大面积原地花岗岩反映了下地壳热状态。

对于岩浆的结晶温度,可以应用不同的矿物温度计(如锆石饱和温度计算、锆石钛温度计、二长石温度计、磷灰石和金红石温度计等)可大概估算不同阶段的岩浆平衡温度。根据岩浆起源温度,可将花岗岩分为高温和低温(Chappell et al., 2004)或“热”和“冷”的花岗岩(Miller et al., 2003),为探索花岗岩成因和热环境提供了新思路和方法。对于岩浆的压力,一般多应用矿物(如角闪石)压力计粗略估算岩浆结晶时的压力,推算岩浆活动及定位深度。

岩浆温压等物理特征的研究,可以提供岩浆上升定位、构造环境,特别是估算岩浆起源和定位的深度,加之不同阶段的年代学(锆石U-Pb、角闪石和黑云母Ar-Ar定年)约束,可以探索构造块体的抬升幅度和速率,估算剥蚀掉的地壳厚度,提供重要的变动构造信息(Menand, 2011)。对“漫长”的造山作用而言,单个岩体的侵位时间似乎较短,只记录了整个造山作用“一瞬间”(Snap shot)的热动力状态;但一系列岩体的冷却史可以构筑整个造山作用的时间-温度-变形轨迹(Bues et al., 2002)。对于时代新、侵位层次浅的花岗岩体,可以通过裂变径迹研究,确定花岗岩冷却史和抬升史。还可以开展岩体剥蚀深度填图。这对了解地理、气候、环境变迁等涉及人类生态环境问题具有重大的现实意义。

此外,利用大数据统计分析岩浆岩和变质岩年龄和出露面积及其关系,可估算地壳平均剥蚀速率和岩石再循环速率,提供造山带物质平均剥蚀速率以及大陆地壳演化信息(Wilkinson et al., 2009)。

当前,一方面要探索新的技术方法,如围岩接触变质矿物温压估算,更精确地确定岩浆的物理学特征,进而限定岩浆起源和活动运移及冷却的定位深度;另一方面,需要开展立典研究,提供岩浆起源到定位物理学特征演变及揭示地壳变动实例。例如,在增厚地壳的青藏高原,和发育显著减薄过程的东北亚,开展岩浆温压、粘度及成分演变与形成深度变化、地壳抬升关系的立典性研究,探索它们之间的关联,特别是岩浆性质演变与挤压增厚和伸展减薄过程的对应关系。此外,要加强实验模拟和相平衡定量模拟,了解花岗岩浆分异上升中的流变学和物理过程、热动力学模式(Petford, 2003; Brown, 2013)。

3.2 花岗岩体变形改造及构造意义 3.2.1 花岗岩变形组构、应变标志体及变形环境意义

花岗岩体及其组构是最好的应变测量标志体,如石英和长石直接在野外露头、手标本和镜下直接测量。一些长石旋转斑、S-C组构和C’(伸展折劈理)等也是测定剪切应变和运动学涡的最好标志(图 5; Zheng et al., 2004)。不发育变形组构的花岗岩体,应用磁组构测量技术,也可获得组构信息。

图 5 中蒙边界亚干变质核杂岩花岗质糜棱岩,显示典型的S-C-C′组构及剪切指向标志 Fig. 5 Granitic mylonite in the Yagan metamorphic core complex, near the Mongolian border in China, showing S-C-C′ fabrics ans shearing sense

花岗岩组构可以发育于从岩浆流动到冷凝的不同阶段,通常分为岩浆流动组构、高温固态流动组构、中-高温固态流动组构、中低温固态流动组构(Paterson et al., 1998)。它们可形成于岩体自身定位作用中,也可形成于区域构造变形中。

花岗岩组构发育特点基本上反映了岩体定位的温压环境及构造层次。依据这些组构特征,特别是一些变形矿物(如石英)特征,应用有关温压计,可以估算这些组构形成的温压条件。强烈的岩浆流动和高温固态流变,甚至强烈的成分流动条带发育于岩浆的起源及其几乎相同环境下,也是中下地壳层次麻粒岩相和高角闪岩相环境下混合岩-花岗岩重要现象。一些中下地壳层次,可能发育异常高温导致的混合岩和原地花岗岩,并成为地壳流变集中的地带,如广东古生代高角闪岩相变质地层中强流变的混合岩和局部花岗岩(陈国能和洛尼·格拉佩斯, 2009)和贺兰山元古代低麻粒岩相石榴石原地花岗岩。这也是鉴别原地-半原地和异地花岗岩的标志之一。这类组构表现为强烈的成分条带,但是单矿物变形较弱。

在下地壳和中地壳层次,这类花岗岩体大多呈“席状”(McCaffrey and Petford, 1997; Améglio et al., 1997),常呈现韧性流变特性,促进地壳流变层的形成,成为润滑带或应变集中软化带,导致大型圈层滑脱。很多变质核杂岩核部早期变形花岗质岩石可能就是这种切向剪切的产物。这种“润滑剂”对于上地壳垂向构造与下地壳水平构造的转换与拆离都起到重要的作用。因此,今后应注意用地球物理手段了解花岗岩相对聚集的层次,查明原地-半原地巨量花岗岩体形态产状及其岩石性状,流变组构流变学特征,流变参数估算,及其在大陆地壳流变中的意义;高温固态流动变形特征定量描述,并注意这种润滑效应在大型滑脱构造中的作用。

中部构造层次侵位的花岗岩体,变形组构多表现为中高温变形组构,及矿物有定向,并可能变形,强烈变形集中带,发育糜棱状花岗岩或者花岗质糜棱岩。浅层次侵位的花岗岩体一般变形组构不发育,有时候仅在边部发热动力构造。

3.2.2 花岗岩体形态、变形型式-运动学标志

花岗岩体构造型式包括形态、大小、岩石单元配置型式和内部组构发育特征。一个岩体作为一个区域应变标志体,其形态、变形程度可作为区域运动学标志。如前所述,很多岩体不对称岩体形态可能反映了局部或区域剪切构造运动学和动力学状况,如剪切走滑控制不对称岩体(Fernández and Castro, 1999),如秦岭“σ”状商南岩体指示商丹缝合带的左行剪切(Wang et al., 2005)。这种尺度所确定的区域变形特征比露头尺度和显微尺度获去的结果更为可靠。

单个花岗岩体的应变测定可限定大尺度的变形特征,岩体群的应变测定则更能反映区域总体变形特征,更适用于大尺度(大陆块体)的变形研究。因此,将变形花岗岩体作为巨大的标志体来研究区域尺度的大陆变形应是新的重要发展方向。

3.2.3 不同期次变形岩体的时间标定——构造变形史的精细限定

依据岩体与区域构造的关系,可以确定前构造、同构造、后构造岩体(这方面已经总结了很多鉴别标志;如张进江和郑亚东, 1996),再依据岩体的锆石定年,确定其形成年龄(不是变形年龄),据此可大概限定构造形成时代。而这种大尺度的岩体与构造先后关系的确定和其精确定年限定,可更为准确限定构造变形时间。例如,利用钉合岩体(Sting pluton)就很好地限定了北疆很多有争议的板块蛇绿岩缝合带的最终形成的时代(韩宝福等, 2010; Han et al., 2011)。

构造变形精确的定年,特别是多期变形、高温变形,一直是构造地质学中的难题。因为,一般的定年方法(如锆石U-Pb、角闪石等Ar-Ar、Rb-Sr方法)很难获得真正的变形时间,特别是早期变形时间。而通过具有相互切割关系的、不同期次、不同变形强度(强变形、弱变形和未变形)的花岗岩体锆石定年和“去”应变分析,可以限定不同期次变形的时间,包括早期变形年龄时限(不是直接测得变形年龄,而是利用岩体切割关系限定变形年龄)。例如,在东北亚变质核杂岩中,花岗质糜棱岩(强变形)、花岗质糜棱岩化(弱变形)、不变形花岗岩相互先后的切割关系和锆石U-Pb年龄定年,确定东北亚地壳深层次高温韧性伸展变形的时限是145~130Ma,比之前依据Ar-Ar峰期年龄130~120Ma确定的伸展时间提前了10~15Myr(Wang et al., 2012)。对用同一个样品,可以依据不同定年对象封闭温度的差异,确定变形历史。例如,依据花岗质糜棱岩(强变形)锆石U-Pb和矿物(角闪石、黑云母、白云母、长石)Ar-Ar年龄,可以限定高温固态流变、低温固态流变和中低温脆弱性变形的时限和冷却历史(如呼和浩特变质核杂岩, 图 6; Wang et al., 2012)。

图 6 东北亚变质核杂强变形(糜棱岩化)、弱变形(弱糜棱岩化)和未不变形花岗岩体锆石U-Pb和矿物(角闪石、黑云母、白云母、长石)Ar-Ar年龄限定的高温固态流变、低温固态流变和中低温脆弱性变形的时限和冷却历史(据Wang et al., 2012) Fig. 6 Cooling history of four MCCs in NE Asia, constrained by zircon U-Pb and Ar-Ar ages of strongly deformed (mylonitized), weakly deformed (weakly mylonitized) and undeformed plutons relative (after Wang et al., 2012)
3.3 花岗岩物源示踪、地壳生长及深部物质组成结构

地壳深部探测是当前固体地球科学研究的前沿课题。探索深部主要有三种途径:地球物理探测、深部钻探和岩石地球化学示踪。岩浆岩被喻为探索深部的超深钻,即“岩石探针”(邓晋福等, 1996; 莫宣学, 2011)。花岗岩在大陆地壳分布最广,最容易定年。它们记录了深部地壳同位素成分的信息;因此,常用花岗岩同位素示踪技术探测地壳深部物质组成(DePaolo, 1988; DePaolo et al., 1991)。例如,一些学者在前寒武岩石出露地区开展同位素填图,探讨地壳生长(DePaolo et al., 1991; Milisenda et al., 1994; Dickin and McNutt, 2003; Schoene et al., 2009)、确定地体边界(Maboko and Nakamura, 1996; Dickin, 2000)及超大陆重建(Borg and DePaolo, 1994)。近年来开展的花岗岩区域同位素填图在揭示大陆地壳生长及深部组成结构(朱炳泉, 2001; Kovalenko et al., 2004; Wang et al., 2009; Zhu et al., 2009, 2011)及其成矿背景(Mole et al., 2013; Wang et al., 2014; Hou et al., 2015)方面取得重要进展。

3.3.1 花岗岩物源示踪——大陆地壳生长、深部结构

大陆地壳生长是指幔源岩浆及其分异产物通过各种地质过程添加到陆壳中导致陆壳面积和体积的增加(Mo et al., 2008; Niu et al., 2013)。对于大陆生长的时间、构造部位、机制,特别是生长量和新生地壳机制等一直存在争论(Condie and Aster, 2010; Cawood et al., 2013)。传统观点认为,90%的大陆地壳生长于早前寒武纪(如:Stern and Scholl, 2010; Stern, 2011);然而,有些学者认为中亚造山带的地壳生长似乎超过50%(Şengör et al., 1993; Jahn et al., 2000);但也有学者认为是过高估算(Kröner et al., 2014)。

开展花岗岩区域同位素填图提供了解决该争议问题的一个可行思路和有效手段。即以花岗岩体群作为一系列“探针”或者“浅钻”,提取一个地区深部地壳的组成信息,建立同位素省;据此,圈定深部新、老地壳物质分布范围,依据两者的时空变化,探讨地壳深部新老物质组成结构;依据它们的面积比例估算年轻地壳相对大小及陆壳生长量。这样,从宏观尺度依据深部新生地壳分布范围和相对面积比例估算的陆壳生长量,是真正的生长量,而且更为准确。例如,阿尔泰Nd同位素填图显示,近一半是新生地壳(Wang et al., 2009);兴蒙造山带Nd同位素填图估算的新生地壳在60%以上(Yang et al., 2017)。这些都证实,中亚造山带如此高的新生地壳组成在全球独一无二。

花岗岩多具混合成因(王涛, 2000)(尽管很多学者认为花岗岩浆带物理粘度大,则难以混合。实际上,岩浆的机械及构造的搅拌作用导致的混合的岩相学证据普遍存在)。注意采用多种方法(岩相学、Nd-Hf同位素解耦分析等、有限古老物质露头研究等),判别花岗岩物源是单一物源和混源,准确确定新生物源的量,确定地壳生长的时间和范围。确定同增生或同造山和后增生或后造山花岗岩的物源特征和演变,可以进一步探讨地壳生长机制,即水平还是垂向生长;例如,在同一个构造单元中,后造山(后碰撞到陆内花岗岩)比同造山花岗岩含更多的年轻(幔源)组成(如εNd(t)值高于同地点的同造山花岗岩)可能揭示了地壳的垂向生长(王涛等, 2008; Wang et al., 2009)。

3.3.2 花岗岩物源示踪地壳生长——刻画造山带发育类型和阶段

造山带一般可以分为增生造山带和(大陆)碰撞造山带两个典型类型或者两个端元类型。但是,实际上,这两者常常是有联系的、渐变的,构成了不同类型的造山带,而显示不同的地壳组成及其发育、演变作用(新生地壳生长或古老地壳再循环)。同位素特征演变可以揭示这种地壳演变特征,进而可以为鉴别不同类型造山带提供新依据。例如,外侧环太平洋增生造山带和内侧碰撞造山带显示不同的Hf同位素的演变趋势(Collins et al., 2011)。但是,如何进一步认识和鉴别不同类型造山带的发育和转化过程,如何找到定量-半定量的指标来刻画不同类型的造山带。通过同位素填图,圈定新老地壳的分布范围,进而确定地壳生长量,也许可能是一种有效途径。阿尔泰、兴蒙造山带同位素填图显示,中亚造山带年轻地壳分布面积>50%,大大高于其它显生宙造山带(Wang et al., 2009; Yang et al., 2017)。而在秦岭(Wang et al., 2015b)和东昆仑复合造山带(Ren et al., 2016; 任海东和王涛, 2017),相同的Nd-Hf同位素填图确定的年轻地壳( < 1.0Ga)均 < 10%~20%。大别造山带花岗岩Nd同位素显示造山带主要为古老物质(洪大卫等, 2003)。因此,我们提出,新的增生物质的多少可以作为鉴别增生型和碰撞型及复合型造山带的一种标志;进而,是否可以依据新老地壳的相对比例,定量-半定量地刻画不同类型(如增生、复合和碰撞)造山带和其发育演变阶段。

纵观全球不同类型的造山带,可以从造山带物质组成的新老比例即新生地壳相对大小的角度进一步划分出五种不同发育阶段,分别对应不同类型造山带(表 1)。第一阶段,或第一类,可以理解为增生造山带的“初始阶段”阶段,即陆壳初始发育阶段,造山带以年轻(幔源)新生物质为主,岩浆岩以正或极高的全岩εNd(t)值和锆石εHf(t)值为特征,如典型的洋壳内部俯冲型造山带;第二阶段,或第二类,即增生造山带,其年轻物源和古老地壳物源相混,且年轻物源略占多数,岩浆岩以正的全岩εNd(t)值和锆石εHf(t)值为特征,如中亚增生造山带;第三阶段,或第三类,更多的陆壳形成,造山带以年轻物源和古老地壳物源相混,且古老地壳占绝大多数为特征,岩浆岩以正和负的全岩εNd(t)值和锆石εHf(t)值相混为特征,如昆仑-秦岭造山带;第四阶段,或第四类,造山带中古老地壳占据大多数,仅保留少量残留的俯冲增生物质,主要为大陆碰撞造山带特征,岩浆岩以负的全岩εNd(t)值和锆石εHf(t)值为特征,有少量为正值,如青藏高原造山带;第五阶段,或第五类,造山带几乎全部为古老地壳组成,典型的大陆碰撞造山带,即大陆最终完全碰撞,并可能发生陆壳深俯冲和叠置,岩浆岩均显示极低的负εNd(t)值和εHf(t)值,如大别造山带(表 1)。

表 1 造山带发育阶段与类型及新老物质组成相对多少的标志 Table 1 Identification and description of types and development stages of orogens using the proportion of juvenile versus reworked old crust as makers

这是从物质组成特征对造山带类型和发育阶段的划分。这种分类将造山带的组成、类型和发展阶段融为一体,有利于更完整地理解造山带的组成与发展阶段,更深入认识大陆碰撞造山带的发育历程和洋陆转换关系及大陆地壳生长过程。据此,在理论上可以推测,造山带,特别是大陆碰撞造山带,可能都应该经历这五个阶段,只是有可能在每个阶段停止或者夭折;如现今的中亚增生造山带。假如今后在地质上某个时期,华北-塔里木克拉通与西伯利亚大陆碰撞且发生深俯冲(大陆叠置),中间的中亚增生造山带消失,该造山带将演变为大陆碰撞造山带(大别式大陆碰撞造山带)。之后,为陆内演化阶段。若发生大规模裂解,以致生成洋壳,也许进入下一个板块循环阶段。从板块构造角度讲,上述发育造山带类型和过程可以理解为幔源洋壳向陆壳的转变过程。

3.3.3 花岗岩物源示踪——划分构造单元

通过花岗岩物源示踪,确定地壳深部组成结构,可以为大地构造单元划分提供深部依据。例如,阿尔泰花岗岩同位素填图揭示,Windley et al. (2002)划分的第四块体,中段北侧深部物质组成与东、西段明显不同,应该“一分为二”;而阿尔泰中部第一和第二块体,深部具有相同的物质组成特征,应该“合二为一”(Wang et al., 2009)。

造山带与克拉通边界如何精确确定?例如,中亚造山带与塔里木-阿拉善-华北古老克拉通的南界具体在哪?在很多地带,这个界线还没有很好的确定。近期,我们开展的花岗岩同位素示踪对此提供了新的依据。在塔里木中西段与南天山造山带接壤地带,同位素填图示踪厘定出塔里木古老物质为特征的深部物质组成边界,认为该界限可以视为中亚造山带与塔里木克拉通的界线(Qin et al., 2016)。在阿拉善,锆石Hf同位素示踪显示,阿拉善北缘原来确定的宗乃山-沙拉扎山构造带,深部明显不同于古老的阿拉善地块,而相似于北部的中亚造山带中的微陆块(Shi et al., 2014),故认为中亚造山带与阿拉善地块的界限应该位于该构造带的南侧,而不是之前认为的该构造带北侧的恩格尔乌苏蛇绿岩带。这也得到岩浆岩捕获锆石统计分析及填图的佐证(Zhang et al., 2015)。在中亚造山带与华北接壤地带,也示踪出一条深部组成既不同于华北克拉通古老物质,也有别于中亚造山带的年轻物质的过渡带,其可能是破坏改造的克拉通边缘;也可能是拼贴的中亚造山带古老微陆块(Yang et al., 2017)。这都可以理解为是造山带与克拉通物质交换域;可以视为单独的构造单元。该构造单元最终归属性质的确定,涉及到造山带与克拉通边界的划分。

3.3.4 同位素填图—新老地壳对成矿的制约

同位素填图,地壳深部结构与物质组成探测,为认识成矿分布规律、开展成矿预测也提供了很好的依据。通过区域同位素填图,在确定深部陆壳组成结构基础上,再进一步探讨其成矿制约揭示不同类型矿产资源的时空分布规律和深部控矿机理具有重要的意义。阿尔泰花岗岩的Nd同位素填图(Wang et al., 2009)揭示了深部物质组成结构及其对矿产分布的制约,发现锂、铍、铌、钽等稀有金属矿产主要分布于具有相对古老基底的中部;铜等金属矿产主要分布在具有较年轻基底的南缘块体中。秦岭造山带Nd-Hf同位素填图也揭示,深部物质组成的制约了地表钼等多金属矿床的分布,特别是在同一个构造单元中,深部物质的分带性,很好制约了成矿的分带性(Wang et al., 2015b)。青藏高原冈底斯花岗质岩石锆石Hf同位素填图也发现,新生地壳控制了铜锌等矿床分布,古老地壳制约了铅锌矿(Hou et al., 2015)。澳大利亚一些学者也通过同位素填图,探讨克拉通边缘深部物质组成对成矿的制约(Mole et al., 2013)。可以预见,以同位素示踪为手段,查明深部地壳组成架构对成矿的制约将是新的发展方向。

3.3.5 花岗岩深部物源示踪及其构造意义新探索

详细的区域同位素填图可以按照空间、时间“切片”,深入分析物源的时空变化。在空间上,花岗岩来源大陆地壳深部不同层次。花岗岩体区域同位素填图提供了深部物质组成的分布结构。若能仔细区分不同地壳层次来源的花岗岩或不同深度起源的花岗岩浆(例如下地壳来源的埃达克质花岗岩、I型花岗岩和中上地壳来源的淡色花岗岩等),特别是,与基性岩的同位素示踪结合,区域同位素示踪填图将有可能揭示不同层次的大陆地壳深部物质空间特征,构建物源的三维变化模型。在时间上,通过不同时代和期次的花岗岩区域同位素填图,依据“时间切片”推测深部物质分布的演变,有可能实现二维展示、三维模拟、四维演绎,为探索新生地壳的发育规律、深部地质过程,及其物质组成结构演变提供依据。这是值得深入探索的新方向。

在同位素填图基础上,进行数据库扩充与整合,收集已有矿产资料和矿产时空分布图,实现一库多图、多图叠合、时空切片。据此,分析矿产时空分布、矿产类型和成矿系统与同位素省及深部地壳物质组成的时空关系,分析新、老地壳中的矿产异同。总结同增生、后碰撞(增生)和陆内花岗岩相关的主要矿床类型和成矿系统,探讨同增生水平陆壳生长和后增生垂向陆壳方式对成矿的制约,有望建立深部新老地壳分布与主要矿床时空分布的关联,探索古老地壳与新生地壳对成矿作用的制约机制。

另外,花岗岩物源示踪揭示大陆深俯冲及地壳流动过程,可为大陆俯冲提供证据,如扬子陆块俯冲到华北板块(Zhang et al., 1997);甚至可以为追踪和探索中下地壳流动提供依据,如扬子陆块流动到华北陆块(李曙光等, 2013)。这是将花岗岩物质研究与构造运动学和动力学结合的新结合点。所以,应用岩浆岩同位素示踪,有可能追索深部地壳隧道流动的可能性。

应当指出,一些情况下,仅仅依据Nd-Hf同位素特征变化,很难确定其构造属性及其边界。这种情况下,需要增加其他信息,如侵入岩中的捕获/继承锆石统计分析。例如,一般认为的恩格尔乌苏蛇绿岩缝合带是阿拉善古老陆块与中亚造山带的边界。而我们花岗岩同位素示踪显示,该带两侧深部物质组成差别不大,而其南侧的查干楚鲁蛇绿岩带两侧差异巨大,显示了该带为阿拉善地块与中亚造山带的构造边界的可能(Shi et al., 2015)。但是,这也有可能是破坏了的阿拉善地块北缘即其北缘活动陆缘。对此,我们进行了花岗岩捕获锆石统计分析,没有发现阿拉善克拉通古老信息;从而,确定查干楚鲁蛇绿岩带是真正的阿拉善克拉通与中亚造山带的边界(Zhang et al., 2015)。

大数据时代下,统计分析花岗岩及相关侵入岩中的捕获/继承锆石所记录的信息(捕获锆石填图),也是探索地壳深部物质组成的一种可行的方法(图 7, 如Zhang et al., 2015)。岩浆岩中大量存在捕获自岩浆源区或者浅部围岩中的锆石捕虏晶和继承锆石(Miller et al., 2007)。这些捕获/继承锆石在岩浆岩形成年龄计算中不予考虑,因而常常被忽视。但是,越来越多的研究显示捕获/继承锆石提供了揭示“隐藏”在大陆地壳深部的岩浆事件、物质组成等重要信息(Zheng et al., 2006; Smyth et al., 2007; Stern et al., 2010; Liu et al., 2014),可拓展我们对深部地壳的认识(Griffin et al., 2000; Bea et al., 2007; Demoux et al., 2009; Buys et al., 2014),为了解深部物质组成,划分大地构造单元和探索大陆地壳演化提供约束(Siebel et al., 2009; Charlier et al., 2010; Stern et al., 2010)。

图 7 阿拉善及其邻区岩浆岩捕获/继承锆石年龄分布和Hf地壳模式年龄剖面图 在一般认为的恩格尔乌苏蛇绿岩缝合带两侧深部组成差别不大,但是在查干楚鲁蛇绿岩带两侧差异巨大,该带应该为阿拉善地块与中亚造山带的构造边界(Zhang et al., 2015) Fig. 7 Cartoon showing the distribution of the oldest age (207Pb/206Pb>1000Ma and 206Pb/238U < 1000Ma) for xenocrystic/inherited zircons within igneous rocks from the Alxa and its nearby regions (a) and section across Hf crustal model age maps for xenocrystic/inherited zircons and igneous rocks of the southern CAOB and the ZS and YNH zones (b) This carton indicates that the boundary between the Central Asian Orogenic Belt (CAOB) and the northwestern margin of Alxa block should be near the Qagan Qulu ophiolite belt (Zhang et al., 2015)

此外,依据数字化编图,统计分析地质图件主要岩石类型(火山岩、沉积岩、侵入岩和变质岩)出露面积-年龄频率关系,有可能进一步探索地壳生长和岩石再循环速率。Wilkinson et al. (2009)对3幅国际地质图中大陆地壳上主要岩石类型的年龄和出露范围等综合研究,提出地质图件中火山岩、沉积岩、侵入岩和变质岩单元的年龄与其如今出露面积之间的关系记录着其形成深度与形成速率、形成后的构造沉降和埋藏速率和(或)隆升和侵蚀速率之间复杂的相互作用信息,这可能为我们定量地研究岩石再循环的核心作用-主要岩石储集库的物质迁移速率。大数据时代下,随着海量高精度年代学等资料的积累和GIS技术的发展应用,在前人研究模型基础上,依据地质图件及其对应数据库统计研究火山岩、岩浆岩、侵入岩和变质岩单元的年龄与出露面积之间关系,估算地壳平均剥蚀速率和岩石再循环速率,进而探究造山带物质平均剥蚀速率以及大陆地壳演化是值得尝试的新的思路。

3.4 巨型花岗岩带发育过程、构造环境与大陆聚散 3.4.1 岩浆性质演变特征与构造环境

如上所述,仅用静态的地球化学难以判别花岗岩的构造环境,而从岩浆性质动态演变分析,则有可能能较全面地揭示构造环境及其演变过程。为此,本文尝试提出“岩浆性质演变轨迹”判别构造环境及过程的构想。例如,在一些常用的构造判别图上(如图 8),不同期次岩浆性质(数据点)向上的“顺时针”岩浆演变,并结合可能的岩体由强到弱的变形演化,可能揭示依此的俯冲-同碰撞-后碰撞-板内环境及其演变(图 8a);向下的反时针演变,并结合岩体变形由强到弱或不变形演化,可能揭示依此的碰撞-后碰撞-板内伸展或俯冲碰撞-板内伸展演化(图 8b)。例如,在阿尔泰造山带,从早-中古生代到晚古生代,花岗岩由变形的钙碱性弧花岗岩(460~370Ma)向不变形后碰撞碱性花岗岩(354Ma)转变(王涛等, 2010; Tong et al., 2014; 宋鹏等, 2017); 在中亚造山带南缘索伦-西拉木伦河缝合带280~273Ma的I型花岗岩,演化到255~250Ma变形的S型和250~235Ma埃达克质花岗岩,再演化到222~204Ma的A型花岗岩,揭示了从俯冲-增生向碰撞-后碰撞-板内转换的构造过程(Li et al., 2016; 图 8a);而秦岭元古代960~910Ma的强变形(有些为花岗质片麻岩)S型花岗岩体演化到900~889Ma弱变形I型花岗岩,再演化到833~710Ma的不变形A型花岗岩,揭示了同碰撞到后碰撞在到后碰撞伸展的构造环境,与中国南方该时期的聚会与裂解一样,可能是罗迪尼亚(Rodinia)超大陆聚合与裂解的响应(Wang et al., 2014; 图 8b)。

图 8 岩浆性质演变的轨迹判别构造环境及其演变(底图据Pearce et al., 1984) (a)向上的“顺时针”花岗质岩浆演化“轨迹”可能揭示俯冲到碰撞到后碰撞(板内)环境及其演变(实线),花岗岩数据来源:Li et al., 2016;(b)向下的“反时针”轨迹可能揭示出从碰撞到后碰撞伸展的演变(虚线);秦岭新元古代花岗岩数据来源:游振东和索书田, 1991; 陆松年等, 2003; 张成立等, 2004; Bao et al., 2008; Wang et al., 2013 Fig. 8 A discrimination for tectonic settings by evolution trend of granitoids (base map after Pearce et al., 1984) (a) upward "clockwise" path of granitoids (gray solid line) may display a tectonic evolution stages from subduction to collision and then to post-collision (intraplate), data from Li et al., 2016; (b) downward "anti-clockwise" path (dashed line) a tectonic evolution stages from collision to post-collision, data from You and Suo, 1991; Lu et al., 2003; Zhang et al., 2004; Bao et al., 2008; Wang et al., 2013

这种岩浆演变,再与构造过程联系,相互印证,可以更好地揭示构造环境演化过程。例如,东北亚变质核杂岩从晚侏罗世到早白垩世构造由挤压转向巨量伸展,不管是一个核杂岩(如呼和浩特核杂岩, Guo et al., 2012; 图 9a),还是一些地区(如大兴安岭及邻区)岩浆也显示了相应的演变特点(由钙碱性向碱性演化,一些地球化学指标(如Sr/Y)也显示相应的变化(图 9b),一致揭示了挤压加厚的地壳向地壳伸展减薄的发育过程(Wang et al., 2012, 2015a)。

图 9 岩浆演变与构造过程相互印证,一致揭示构造环境演变 (a、b)呼和浩特核杂岩强伸展剪切的晚侏罗世(148Ma)花岗岩到弱伸展剪切早白垩世(130~120Ma)花岗岩的演变,与核杂岩加厚的地壳伸展减薄发育过程一致(Guo et al., 2012);(c、d)大兴安岭及邻区岩浆由钙碱性向高钾钙碱性-碱性演化,包括Sr/Y等,与区域伸展构造的发育发展一致,对应挤压加厚的地壳向地壳伸展减薄的发育过程(Wang et al., 2015a) Fig. 9 Correlation of magmatic evolution to tectonic processes consistently displays evolution of tectonic settings (a, b) variation diagrams for Nd vs. Ga/AI (a) and Sr/Y vs. Y (b) from Late Jurassic (148Ma) to Early Cretaceous (130~120Ma) granitoids from the Hohhot MCC, consistenting with the tectonic thicken to thinning of the MCC (Guo et al., 2012); (c, d) evolution from calcic-alkaline to high-K calcic-alkaline and to alkaline magmatism in the Great Xin'an Range and its adjacent areas, including Sr/Y variation, also consistenting with the regional extensional tectonism, corresponding to crustal thicken to thinning (Wang et al., 2015)

可以看出,在如图 8所示的构造环境判别图上,花岗质岩浆“顺时针”演变轨迹反映了由I型、弧特点向S型、碰撞演变(如Rb含量增加,陆壳物质物源增加),再向碱性(A型)特点(Y和Nb增加)的演化趋势。实际上,常常是一个岩浆演化旋回(钙碱性到碱性)与构造演化旋回的对应,或与造山带过程(同造山向后造山)的对应。另外,岩浆的演变,在某些情况下,也与地壳挤压、增厚向伸展、减薄的转化相对应(如图 9)。

除了上述岩浆性质演变大概了解构造环境,还可以深入研究岩体(带)的物质性质变化特征,深入分析构造过程,包括运动学和动力学信息。例如,一个岩基构建的物质(岩浆)过程可以精细揭示局部的构造过程(Zeng et al., 2012);巨型岩浆带形成过程中的岩浆性质变化可能揭示板块汇聚方式和变化(图 10; Acocella, 2014)。

图 10 板块运动方式的变化导致不同的岩浆性质变化和迁移轨迹 (a)“热地幔指纹”(hot mantle fingers-虚线)漂移指示垂直板块汇聚带地壳中岩浆上升的轨迹,在深部基性和浅部酸性结合地带产生大量中性(安山质)岩浆;(b) Kuril板片(sliver)的推进,导致地壳岩浆上升与地幔中的融体上升不一致.这导致少量双峰式火山岩浆作用(据Acocella, 2014) Fig. 10 Summary of the tectono-magmatic features of Late Miocene-Pliocene (a) and Quaternary (b) (a) the E-W paths for the rise of magma in the crust, under orthogonal convergence, are, during Quaternary, coupled with those of E-W trending hot mantle fingers (dashed lines). The connection between deeper mafic and shallower felsic magmas generates high volumes of calc-alkaline andesites; (b) the N-S and NE-SW paths for the rise of magma in the crust, induced by the indentation of the Kuril sliver, are, during Late Miocene-Pliocene, uncoupled with the E-W trend of the rise of melt in the mantle; this generates a bimodal volcanism, with lower erupted volumes per Ma (after Acocella, 2014)
3.4.2 巨型花岗岩带与大陆聚散

超大陆聚散与演化一直是地球科学,特别是大地构造学研究的核心内容之一。研究表明,巨型花岗岩带的发育过程与超大陆汇聚与裂解过程关系密切(图 11; Condie and Aster, 2010; Cawood et al., 2013; Hawkesworth et al., 2013)。综合研究巨型花岗岩带,即精细岩浆序列划分及其定年、岩浆成因及物源演变等,可以追索从俯冲到大陆碰撞的过程,为探索超大陆聚合提供约束。

图 11 造山带花岗岩与大陆聚散的关系(据Condie and Aster, 2010),40亿年以来的造山带花岗岩和碎屑锆石的锆石U-Pb年龄估计的分布形式 Fig. 11 Relationship of orogenic granitoids and supercontinental assembly and breakup (after Condie and Aster, 2010)

探索巨型花岗岩带与大陆的关系,需要鉴别和厘定巨型汇聚型和裂解型岩浆带。可以综合分析上述构造物理、地球化学、年代学及岩浆演变等特征确定汇聚型和裂解型岩浆带。对于汇聚型岩浆带,可以依据线性展布、钙碱性到高钾钙碱性-碱性的岩石组合和地球化学演变、强变形到弱变形再到不变形的区域变形演变、主动侵位到被动侵位,综合判定的俯冲-碰撞(同碰撞-后碰撞)环境。特别是正确厘定(同)碰撞花岗岩带,可以为大陆碰撞提供直接证据。例如,在经历了强烈的古生代-中生代主造山的秦岭造山带,就是依据具有上述特征的花岗岩带及其演变特点,鉴别出新元古代陆块汇聚事件,为Rodinia超大陆汇聚在该地区的响应提供了重要依据(王涛等, 2005; 陆松年等, 2012)。另外,中国及邻区发育巨型汇聚型和伸展性中生代(三叠纪-侏罗纪-白垩纪)花岗岩带的厘定,为该时期中国大陆的拼合与伸展过程提供了依据(图 12; 王涛等, 2014)。

图 12 亚洲中生代花岗岩形成演化及限定的大陆拼合过程(据王涛等, 2014) ME-蒙古-鄂霍茨克带;NC-北中国地块(华北克拉通);SG-松潘甘孜;SC-南中国地块;KL-昆仑;NKL-北昆仑;NQ-北秦岭;WC-西Cimmerian陆块;SQ-南羌塘;I-印支地块;L-拉萨地块;SI-Simao;S-Sibumasu地体;EM-东Malaya地块;WS-西Sumatra地块;WB-West Burma地块 Fig. 12 The convergence processes of continents constrained by the generation and evolution of Mesozoic granitoid in Asia (after Wang et al., 2014) ME-Mongolia-Okhotsk belt; NC-North China; SG-Songpan Ganzi; SC-South China; KL-Kunlun belt; NKL-North Kunlun belt; NQ-NorthQinling belt; WC-West Cimmerian block; SQ-South Qiangtang Block; I-Indochina Block; L-Lhasa Block; SI-Simao block; S-Sibumasu terrane; EM-East Malaya Block; WS-West Sumatra Block; WB-West Burma Block

对于伸展裂解型岩浆带,则出现相反的演变特点。一般而言,裂解型岩浆带可以是线性的,但多以巨量面状岩浆活动(如大火成岩省)为特点,岩石组合多为碱性、超碱性系列,多与超大陆裂解有关(Bryan, 2007),常发育超基性-基性岩石组合,岩体多以被动侵位机制为主,如西伯利亚克拉通晚二叠世暗色岩系大火成岩省。东北亚发育的面状巨量早白垩世火成岩省是全球规模最大的酸性岩浆岩省之一,与广泛发育的伸展变质核杂岩、大型伸展盆地一致显示了巨量的地壳伸展(Wang et al., 2011),也可以理解为地壳裂解的初级阶段。

巨型花岗岩带发育过程与构造过程及聚散过程更为精细的对应关系,还需要花岗质岩浆海量数据的统计分析。因此,开展巨型花岗岩带的年代学和地球化学系统研究,建立数据库,编制数字化花岗岩图,才能更精细分析巨量花岗岩带的发育与超大陆汇聚或裂解的时空对应关系,确定巨量花岗岩成因类型与超大陆聚散的关联。另外,小板块,多陆块聚散背景下的岩浆响应特点仍未知悉,还需要探索,为建立小板块动力学提供依据。

综上所述,巨量花岗质岩浆的形成与上升定位揭示了丰富的大地构造信息,同时,也反映了地壳的热异常状态及地球动力学背景。地壳熔融及花岗岩浆形成一般需要温度、压力和含水性条件的改变,而这些改变必然与大地构造部位、状态有关,更可能与深部热扰动相关。本文主要讨论了岩浆形成之后的上升定位过程的大地构造背景和意义。实际上,巨量岩浆的形成本身还蕴含了重要的地球动力学信息。一些巨型花岗岩带,包括一个岩体,都是岩浆多次熔融汇聚的结果,而一个大地构造部位和一个具体的构造部位反复多次熔融,揭示了什么样的地球动力学背景和过程,例如,东北亚,发育巨量中生代花岗岩,究竟是什么样的巨大热异常,导致长时期多次熔融?一个复式岩体,是什么构造制约作用,在一个构造部位反复汇聚岩浆?这些都需要加以关注和研究。

4 花岗岩大地构造发展方向展望

通过上述巨型花岗岩体(带)的物理特征、年代学、物质组成特征等方面的综合研究,并与大地构造研究更紧密结合,在探索大陆地壳深部结构/生长演化、汇聚与裂解、构造变动(流变、位移、抬升)、地壳增厚减薄等大陆动力学方面提供新的岩浆岩证据。这将进一步丰富和深化“花岗岩构造动力学”研究内容,探索和开拓花岗岩大地构造新领域,有望在多学科交叉融合方面取得更好的研究成果。建议加强以下几个方面的研究,以期取得新的重要进展或突破。

(1) 花岗岩基(带)形成/构建过程及构造动力学意义。岩基快速构建的精细解剖;巨型岩浆带形成过程及大陆构造意义,如青藏高原中新生代岩浆演变揭示大陆碰撞过程,西太平洋陆缘带岩浆带构建过程及板块俯冲动力学演变。花岗岩定位过程及其区域构造运动学意义。

(2) 花岗岩物源示踪,探索地壳生长及深部结构。例如,在中亚增生造山带、秦祁昆复合造山带和青藏高原碰撞造山带地壳生长及深部组成结构方面获得重大成果,并从不同类型造山带新老物质组成比例的对比这一新的视野,阐明这些造山带的差异和特点,并从区域物质分布的相对比例,解决大陆地壳生长的时空发育及其生长量的问题,为划分大地构造单元提供深部依据。

(3) 花岗岩基起源深度和定位深度,及揭示的地壳厚度和抬升过程;地壳增厚到减薄过程的岩浆响应。

(4) 花岗质岩石流变及其年代学限定,探索大陆高热异常及流变性,提供流变参数。巨量花岗岩带岩浆演变及其构造环境变化,超大陆和小陆块聚散的岩浆响应。

此外,上述有关海量数据(如年代学、岩石类型及组合、地球化学和同位素组成)等的集成、整合和二次分析开发也是该学科研究方法发展的趋势。

5 小结

花岗岩大地构造将花岗岩视为一种构造标志体、地质体,从中提取构造信息,探索和解决大地构造问题,其能丰富大地构造研究内容,有助于深化花岗岩体(带)的形成、发育过程和构造背景认识,探索大陆地壳形成演化、变动、改造,为丰富、设置超越板块构造,创新地球动力学提供依据。花岗岩大地构造主要研究内容可概括为物理(构造)特征、物质组成和年代学三大方面,具体研究内容包括:(1) 岩浆上升定位及岩体(带)形成过程的物理特征及其构造动力学;(2) 花岗岩体变形改造及其壳内流变意义;(3) 花岗岩物源与大陆生长及深部结构的关联;(4) 巨型花岗岩带发育与大陆聚散,探索超大陆和中小板块聚散的巨量花岗质岩浆响应特点。在岩体(带)形成/构建过程、区域同位素填图揭示深部物质组成、岩体定位抬升、流变学及大陆聚散意义等方面有望取得研究重大进展,为发展大地构造理论做出贡献。

致谢 感谢张国伟、李廷栋、任纪舜院士和洪大卫、郑亚东、肖庆辉教授的指导与帮助,李锦轶研究员对本文提出了宝贵意见; 感谢张旗、韩宝福、侯增谦、肖文交、徐备、曾令森、陈国能等的有益讨论。
参考文献
[] Acocella V. 2014. Structural control on magmatism along divergent and convergent plate boundaries: Overview, model, problems. Earth-Science Reviews, 136: 226–288. DOI:10.1016/j.earscirev.2014.05.006
[] Améglio L, Vigneresse JL and Bouchez JL. 1997. Granite pluton geometry and emplacement mode inferred from combined fabric and gravity data. In: Bouchez JL, Hutton DHW and Stephens WE (eds.). Granite: From Segregation of Melt to Emplacement Fabrics. Netherlands: Springer, 199-214
[] Annen C. 2011. Implications of incremental emplacement of magma bodies for magma differentiation, thermal aureole dimensions and plutonism-volcanism relationships. Tectonophysics, 500(1-4): 3–10. DOI:10.1016/j.tecto.2009.04.010
[] Bao ZW, Wang Q, Bai GD, Zhao ZH, Song YW, Liu XM. 2008. Geochronology and geochemistry of the Fangcheng Neoproterozoic alkali-syenites in East Qinling orogen and its geodynamic implications. Chinese Science Bulletin, 53(13): 2050–2061.
[] Bartley JM, Coleman DS, Glazner AF. 2006. Incremental pluton emplacement by magmatic crack-seal. Earth and Environmental Science Transactions of the Royal Society of Edinburgh, 97(4): 383–396. DOI:10.1017/S0263593300001528
[] Bea F, Montero P, González-Lodeiro F, Talavera C. 2007. Zircon inheritance reveals exceptionally fast crustal magma generation processes in Central Iberia during the Cambro-Ordovician. Journal of Petrology, 48(12): 2327–2339. DOI:10.1093/petrology/egm061
[] Blanquat MDS, Horsman E, Habert G, Morgan S, Vanderhaeghe O, Law R, Tikoff B. 2011. Multiscale magmatic cyclicity, duration of pluton construction, and the paradoxical relationship between tectonism and plutonism in continental arcs. Tectonophysics, 500(1-4): 20–33. DOI:10.1016/j.tecto.2009.12.009
[] Borg SG, DePaolo DJ. 1994. Laurentia, Australia, and Antarctica as a Late Proterozoic supercontinent: Constraints from isotopic mapping. Geology, 22(4): 307–310. DOI:10.1130/0091-7613(1994)022<0307:LAAAAA>2.3.CO;2
[] Brown M. 2013. Granite: From genesis to emplacement. Geological Society of America Bulletin, 125(7-8): 1079–1113. DOI:10.1130/B30877.1
[] Bryan S. 2007. Silicic large igneous provinces. Episodes, 30(1): 20–31.
[] Bues C, Dörr W, Fiala J, Vejnar Z, Zulauf G. 2002. Emplacement depths and radiometric ages of Paleozoic plutons of the Neukirchen-Kdyně massif: Differential uplift and exhumation of Cadomian basement due to Carboniferous orogenic collapse (Bohemian Massif). Tectonophysics, 352(1-2): 225–243. DOI:10.1016/S0040-1951(02)00198-1
[] Buys J, Spandler C, Holm RJ, Richards SW. 2014. Remnants of ancient Australia in Vanuatu: Implications for crustal evolution in island arcs and tectonic development of the southwest Pacific. Geology, 42(11): 939–942. DOI:10.1130/G36155.1
[] Castillo PR. 2012. Adakite petrogenesis. Lithos, 134-135: 304–316. DOI:10.1016/j.lithos.2011.09.013
[] Cawood PA, Hawkesworth CJ, Dhuime B. 2013. The continental record and the generation of continental crust. Geological Society of America Bulletin, 125(1-2): 14–32. DOI:10.1130/B30722.1
[] Chappell BW, White AJR, Williams IS, Wyborn D. 2004. Low-and high-temperature granites. Geological Society of America Special Papers, 389: 125–140.
[] Charlier BLA, Wilson CJN, Mortimer N. 2010. Evidence from zircon U-Pb age spectra for crustal structure and felsic magma genesis at Taupo volcano, New Zealand. Geology, 38(10): 915–918. DOI:10.1130/G31123.1
[] Chen B, Jahn BM, Suzuki K. 2012. Petrological and Nd-Sr-Os isotopic constraints on the origin of high-Mg adakitic rocks from the North China Craton: Tectonic implications. Geology, 41(1): 91–94.
[] Chen GN and Grapes R. 2009. Granite Genesis: In-Situ Melting and Crustal Evolution. In: Peng ZL, Zhang XH and Hu WY (Trans.). Wuhan: China University of Geosciences Press, 1-229 (in Chinese)
[] Coleman DS, Mills RD, Zimmerer MJ. 2016. The pace of plutonism. Elements, 12(2): 97–102. DOI:10.2113/gselements.12.2.97
[] Collins WJ, Belousova EA, Kemp AIS, Murphy JB. 2011. Two contrasting Phanerozoic orogenic systems revealed by hafnium isotope data. Nature Geoscience, 4(5): 333–337. DOI:10.1038/ngeo1127
[] Condie KC, Aster RC. 2010. Episodic zircon age spectra of orogenic granitoids: The supercontinent connection and continental growth. Precambrian Research, 180(3-4): 227–236. DOI:10.1016/j.precamres.2010.03.008
[] Davis GA, Darby BJ, Zheng YD, Spell TL. 2002. Geometric and temporal evolution of an extensional detachment fault, Hohhot metamorphic core complex, Inner Mongolia, China. Geology, 30: 1003–1006. DOI:10.1130/0091-7613(2002)030<1003:GATEOA>2.0.CO;2
[] Davis GA, Darby BJ. 2010. Early Cretaceous overprinting of the Mesozoic Daqing Shan fold-and-thrust belt by the Hohhot metamorphic core complex, Inner Mongolia, China. Geoscience Frontiers, 1: 1–20. DOI:10.1016/j.gsf.2010.08.001
[] Demoux A, Kröner A, Liu DY, Badarch G. 2009. Precambrian crystalline basement in southern Mongolia as revealed by SHRIMP zircon dating. International Journal of Earth Sciences, 98(6): 1365–1380. DOI:10.1007/s00531-008-0321-4
[] Deng JF, Zhao HL, Mo XX, Wu ZX, Luo ZH. 1996. Continental Roots-plume Tectonics of China: Key to the Continental Dynamics. Beijing: Geological Publishing House.
[] DePaolo DJ. 1988. Age dependence of the composition of continental crust: Evidence from Nd isotopic variations in granitic rocks. Earth and Planetary Science Letters, 90(3): 263–271. DOI:10.1016/0012-821X(88)90130-6
[] DePaolo DJ, Linn AM, Schubert G. 1991. The continental crustal age distribution: Methods of determining mantle separation ages from Sm-Nd isotopic data and application to the southwestern United States. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 96(B2): 2071–2088. DOI:10.1029/90JB02219
[] Dickin AP. 2000. Crustal formation in the Grenville Province: Nd-isotope evidence. Canadian Journal of Earth Sciences, 37(2-3): 165–181. DOI:10.1139/e99-039
[] Dickin AP, McNutt RH. 2003. An application of Nd isotope mapping in structural geology: Delineating an allochthonous Grenvillian terrane at North Bay, Ontario. Geological Magazine, 140(5): 539–548. DOI:10.1017/S0016756803008070
[] Dufek J, Bachmann O. 2010. Quantum magmatism: Magmatic compositional gaps generated by melt-crystal dynamics. Geology, 38(8): 687–690. DOI:10.1130/G30831.1
[] Fernández C, Castro A. 1999. Pluton accommodation at high strain rates in the upper continental crust: The example of the Central Extremadura batholith, Spain. Journal of Structural Geology, 21(8-9): 1143–1149. DOI:10.1016/S0191-8141(99)00086-3
[] Glazner AF, Bartley JM, Coleman DS, Gray W, Taylor RZ. 2004. Are plutons assembled over millions of years by amalgamation from small magma chambers. GSA Today, 14(4-5): 4–11.
[] Goss AR, Kay SM, Mpodozis C. 2013. Andean adakite-like high-Mg andesites on the northern margin of the Chilean-Pampean flat-slab (27~28.5°S) associated with frontal arc migration and fore-arc subduction erosion. Journal of Petrology, 54(11): 2193–2234. DOI:10.1093/petrology/egt044
[] Griffin WL, Pearson NJ, Belousova E, Jackson SE, van Achterbergh E, O'Reilly SY, Shee SR. 2000. The Hf isotope composition of cratonic mantle: LAM-MC-ICPMS analysis of zircon megacrysts in kimberlites. Geochimica et Cosmochimica Acta, 64(1): 133–147. DOI:10.1016/S0016-7037(99)00343-9
[] Guo L, Wang T, Castro A, Zhang JJ, Liu J, Li JB. 2012. Petrogenesis and evolution of Late Mesozoic granitic magmatism in the Hohhot metamorphic core complex, Daqing Shan, North China. International Geology Review, 54(16): 1885–1905. DOI:10.1080/00206814.2012.682778
[] Han BF, Guo ZJ, He GQ. 2010. Timing of major suture zones in North Xinjiang, China: Constraints from stitching plutons. Acta Petrologica Sinica, 28(8): 2233–2246.
[] Han BF, He GQ, Wang XC, Guo ZJ. 2011. Late Carboniferous collision between the Tarim and Kazakhstan-Yili terranes in the western segment of the South Tian Shan Orogen, Central Asia, and implications for the Northern Xinjiang, western China. Earth-Science Reviews, 109(3-4): 74–93. DOI:10.1016/j.earscirev.2011.09.001
[] Hawkesworth C, Cawood P, Dhuime B. 2013. Continental growth and the crustal record. Tectonophysics, 609: 651–660. DOI:10.1016/j.tecto.2013.08.013
[] Hong DW and Wang SG. 1993. Granite geodynamics. Xiao QH et al. (eds.). Frontiers of Geology Sciences in 1990's. Wuhan: China University of Geosciences Press, 1-526 (in Chinese)
[] Hong DW, Wang T, Tong Y, Wang XX. 2003. Mesozoic granitoids from north China block and Qinling-Dabie-Sulu orogenic belt and their deep dynamic process. Earth Science Frontiers, 10(3): 231–256.
[] Horsman E, Morgan S, De Saint-Blanquat M, Habert G, Nugent A, Hunter RA, Tikoff B. 2009. Emplacement and assembly of shallow intrusions from multiple magma pulses, Henry Mountains, Utah. Earth and Environmental Science Transactions of the Royal Society of Edinburgh, 100(1-2): 117–132. DOI:10.1017/S1755691009016089
[] Hou ZQ, Duan LF, Lu YJ, Zheng YC, Zhu DC, Yang ZM, Yang ZS, Wang BD, Pei YR, Zhao ZD, McCuaig TC. 2015. Lithospheric architecture of the Lhasa Terrane and its control on ore deposits in the Himalayan-Tibetan Orogen. Economic Geology, 110(6): 1541–1575. DOI:10.2113/econgeo.110.6.1541
[] Huang H, Zhang ZC, Santosh M, Zhang DY, Wang T. 2015. Petrogenesis of the Early Permian volcanic rocks in the Chinese South Tianshan: Implications for crustal growth in the Central Asian Orogenic Belt. Lithos, 228-229: 23–42. DOI:10.1016/j.lithos.2015.04.017
[] Hutton DHW. 1997. Syntectonic granites and the principle of effective stress: A general solution to the space problem. In: Bouchez JL, Hutton DHW and Stephens WE (eds.). Granite: From Segregation of Melt to Emplacement Fabrics. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 189-197
[] Jahn BM, Wu FY, Hong DW. 2000. Important crustal growth in the Phanerozoic: Isotopic evidence of granitoids from east-central Asia. Journal of Earth System Science, 109(1): 5–20. DOI:10.1007/BF02719146
[] Kay SM, Mpodozis C and Gardeweg M. 2014. Magma sources and tectonic setting of Central Andean andesites (25.5~28°S) related to crustal thickening, forearc subduction erosion and delamination. In: Gómez-Tuena A, Straub SM and Zellmer GF (eds.) Orogenic Andesites and Crustal Growth. Geological Society, London, Special Publications, 385(1): 303-334
[] Kovalenko VI, Yarmolyuk VV, Kovach VP, Kotov AB, Kozakov IK, Salnikova EB, Larin AM. 2004. Isotope provinces, mechanisms of generation and sources of the continental crust in the Central Asian mobile belt: Geological and isotopic evidence. Journal of Asian Earth Sciences, 23(5): 605–627. DOI:10.1016/S1367-9120(03)00130-5
[] Kröner A, Kovach V, Belousova E, Hegner E, Armstrong R, Dolgopolova A, Seltmann R, Alexeiev DV, Hoffmann JE, Wong J, Sun M, Cai K, Wang T, Tong Y, Wilde SA, Degtyarev KE, Rytsk E. 2014. Reassessment of continental growth during the accretionary history of the Central Asian Orogenic Belt. Gondwana Research, 25(1): 103–125. DOI:10.1016/j.gr.2012.12.023
[] Li S, Wilde SA, Wang T, Guo QQ. 2013. Incremental growth and origin of the Cretaceous Renjiayingzi pluton, southern Inner Mongolia, China: Evidence from structure, geochemistry and geochronology. Journal of Asian Earth Sciences, 75: 226–242. DOI:10.1016/j.jseaes.2013.07.005
[] Li S, Chung SL, Wilde SA, Wang T, Xiao WJ, Guo QQ. 2016. Linking magmatism with collision in an accretionary orogen. Scientific Reports, 6: 25751. DOI:10.1038/srep25751
[] Li SG, He YS, Wang SJ. 2013. Process and mechanism of mountain-root removal of the Dabie Orogen: Constraints from geochronology and geochemistry of post-collisional igneous rocks. Chinese Science Bulletin, 58(35): 4411–4417. DOI:10.1007/s11434-013-6065-y
[] Li ZX, Li XH. 2007. Formation of the 1300km-wide intracontinental orogen and postorogenic magmatic province in Mesozoic South China: A flat-slab subduction model. Geology, 35(2): 179–182. DOI:10.1130/G23193A.1
[] Liu D, Zhao ZD, Zhu DC, Niu YL, Harrison TM. 2014. Zircon xenocrysts in Tibetan ultrapotassic magmas: Imaging the deep crust through time. Geology, 42(1): 43–46. DOI:10.1130/G34902.1
[] Lu SN, Li HK, Chen ZH, Hao GJ, Zhou HY, Guo JJ, Niu GH, Xiang ZQ. 2003. Neoproterozoic Geological Evolution of the Qinling Orogen and Respond to Events of Rodinia Supercontinents. Beijing: Geological Publishing House.
[] Lu SN, Xiang ZQ, Li HK, Wang HC, Chu H. 2012. Response of the North China Craton to Rodinia supercontinental events: GOSEN joining hypothesis. Acta Geologica Sinica, 86(9): 1396–1406.
[] Lundstrom CC, Glazner AF. 2016. Silicic magmatism and the volcanic-plutonic connection. Elements, 12(2): 91–96. DOI:10.2113/gselements.12.2.91
[] Maboko MAH and Nakamura E. 1996. Nd and Sr isotopic mapping of the Archaean-Proterozoic boundary in southeastern Tanzania using granites as probes for crustal growth. Precambrian Research, 77(1-2): 105-115
[] Martin H, Smithies RH, Rapp R, Moyen JF, Champion D. 2005. An overview of adakite, tonalite-trondhjemite-granodiorite (TTG), and sanukitoid: Relationships and some implications for crustal evolution. Lithos, 79(1-2): 1–24. DOI:10.1016/j.lithos.2004.04.048
[] McCaffrey KJW, Petford N. 1997. Are granitic intrusions scale invariant?. Journal of the Geological Society, 154(1): 1–4. DOI:10.1144/gsjgs.154.1.0001
[] McCaffrey KJW and Cruden AR. 2002. Dimensional data and growth models for intrusions. In: Breitkreuz C, Mock A and Petford N (eds.). First International Workshop: Physical Geology of Subvolcanic Systems-Laccoliths, Sills, and Dykes (LASI), Vol. 20. Freiberg, Germany: Wissenschaftliche Mitteilungen, Institutes für Geologie
[] Menand T. 2011. Physical controls and depth of emplacement of igneous bodies: A review. Tectonophysics, 500(1-4): 11–19. DOI:10.1016/j.tecto.2009.10.016
[] Milisenda CC, Liewa TC, Hofmanna AW, Köhler H. 1994. Nd isotopic mapping of the Sri Lanka basement: Update, and additional constraints from Sr isotopes. Precambrian Research, 66(1-4): 95–110. DOI:10.1016/0301-9268(94)90046-9
[] Miller CF, McDowell SM, Mapes RW. 2003. Hot and cold granites? Implications of zircon saturation temperatures and preservation of inheritance. Geology, 31(6): 529–532. DOI:10.1130/0091-7613(2003)031<0529:HACGIO>2.0.CO;2
[] Miller CF, Furbish DJ, Walker BA, Claiborne LL, Koteas GC, Bleick HA, Miller JS. 2011. Growth of plutons by incremental emplacement of sheets in crystal-rich host: Evidence from Miocene intrusions of the Colorado River region, Nevada, USA. Tectonophysics, 500(1-4): 65–77. DOI:10.1016/j.tecto.2009.07.011
[] Miller JS, Matzel JEP, Miller CF, Burgess SD, Miller RB. 2007. Zircon growth and recycling during the assembly of large, composite arc plutons. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 167(1-4): 282–299. DOI:10.1016/j.jvolgeores.2007.04.019
[] Mo XX, Niu YL, Dong GC, Zhao ZD, Hou ZQ, Zhou S, Ke S. 2008. Contribution of syncollisional felsic magmatism to continental crust growth: A case study of the Paleogene Linzizong volcanic succession in southern Tibet. Chemical Geology, 250(1-4): 49–67. DOI:10.1016/j.chemgeo.2008.02.003
[] Mo XX. 2011. Magma and magmatic/igneous rocks: A lithoprobe into the deep earth and records of the earth's evolution. Chinese Journal of Nature, 33(5): 255–259.
[] Mole DR, Fiorentini ML, Cassidy KF, Kirkland CL, Thebaud N, McCuaig TC, Doublier MP, Duuring P, Romano SS, Maas R, Belousova EA, Barnes SJ and Miller J. 2013. Crustal evolution, intra-cratonic architecture and the metallogeny of an Archaean craton. In: Jenkin GRT, Lusty PAJ, Mcdonald I, Smith MP, Boyce AJ and Wilkinson JJ (eds.). Ore Deposits in an Evolving Earth. Geological Society, London, Special Publications, 393(1): 23
[] Niu YL, Zhao ZD, Zhu DC, Mo XX. 2013. Continental collision zones are primary sites for net continental crust growth: A testable hypothesis. Earth-Science Reviews, 127: 96–110. DOI:10.1016/j.earscirev.2013.09.004
[] Paterson SR, Fowler Jr TK, Schmidt KL, Yoshinobu AS, Yuan ES, Miller RB. 1998. Interpreting magmatic fabric patterns in plutons. Lithos, 44(1-2): 53–82. DOI:10.1016/S0024-4937(98)00022-X
[] Paterson SR, Okaya D, Memeti V, Economos R, Miller RB. 2011. Magma addition and flux calculations of incrementally constructed magma chambers in continental margin arcs: Combined field, geochronologic, and thermal modeling studies. Geosphere, 7(6): 1439–1468. DOI:10.1130/GES00696.1
[] Pearce JA, Harris NBW, Tindle AG. 1984. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petrology, 25(4): 956–983. DOI:10.1093/petrology/25.4.956
[] Petford N. 2003. Rheology of granitic magmas during ascent and emplacement. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 31(1): 399–427. DOI:10.1146/annurev.earth.31.100901.141352
[] Profeta L, Ducea MN, Chapman JB, Paterson SR, Gonzales SMH, Kirsch M, Petrescu L, DeCelles PG. 2015. Quantifying crustal thickness over time in magmatic arcs. Scientific Reports, 5: 17786.
[] Qin Q, Huang H, Wang T, Guo RQ, Zhang ZC, Tong Y. 2016. Relationship of the Tarim Craton to the central Asian Orogenic Belt: Insights from Devonian intrusions in the northern margin of Tarim Craton, China. International Geology Review, 58(16): 2007–2028. DOI:10.1080/00206814.2016.1199289
[] Ren HD, Wang T, Zhang L, Wang XX, Huang H, Feng CY, Teschner C, Song P. 2016. Ages, sources and tectonic settings of the Triassic igneous rocks in the easternmost segment of the East Kunlun Orogen, central China. Acta Geologica Sinica, 90(2): 641–668. DOI:10.1111/acgs.2016.90.issue-2
[] Ren HD, Wang T. 2017. Temporal-spatial variation, source and tectonic significances of the Triassic granitic rocks in the junction part of the East Kunlun and West Qinling Orogen, Central China. Acta Geoscientica Sinica, 38(Suppl.2): 1–4.
[] Schoene B, Dudas FOL, Bowring SA, De Wit M. 2009. Sm-Nd isotopic mapping of lithospheric growth and stabilization in the eastern Kaapvaal craton. Terra Nova, 21(3): 219–228. DOI:10.1111/ter.2009.21.issue-3
[] Schoene B, Bowring SA. 2010. Rates and mechanisms of Mesoarchean magmatic arc construction, eastern Kaapvaal craton, Swaziland. Geological Society of America Bulletin, 122(3-4): 408–429. DOI:10.1130/B26501.1
[] ŞengörAMC, Natal'inBA, BurtmanVS. 1993. Evolution of the Altaid tectonic collage and Palaeozoic crustal growth in Eurasia. Nature, 364(6435): 299–307.
[] Shi XJ, Wang T, Zhang L, Castro A, Xiao XC, Tong Y, Zhang JJ, Guo L, Yang QD. 2014. Timing, petrogenesis and tectonic setting of the Late Paleozoic gabbro-granodiorite-granite intrusions in the Shalazhashan of northern Alxa: Constraints on the southernmost boundary of the Central Asian Orogenic Belt. Lithos, 208-209: 158–177. DOI:10.1016/j.lithos.2014.08.024
[] Siebel W, Schmitt AK, Danišík M, Chen FK, Meier S, Weiβ S, Eroǧlu S. 2009. Prolonged mantle residence of zircon xenocrysts from the western Eger rift. Nature Geoscience, 2(12): 886–890. DOI:10.1038/ngeo695
[] Smyth HR, Hamilton PJ, Hall R, Kinny PD. 2007. The deep crust beneath island arcs: Inherited zircons reveal a Gondwana continental fragment beneath East Java, Indonesia. Earth and Planetary Science Letters, 258(1-2): 269–282. DOI:10.1016/j.epsl.2007.03.044
[] Song P, Tong Y, Wang T, Qin Q, Zhang JJ, Ning DX. 2017. Zircon U-Pb ages and genetic evolution of Devonian granitic rocks in the southeastern Chinese Altai and its tectonic implications: New evidence for magmatic evolution of calc-alkaline-high-K calc-alkaline-alkaline rocks. Acta Geologica Sinica, 91(1): 55–79.
[] Stern CR. 2011. Subduction erosion: Rates, mechanisms, and its role in arc magmatism and the evolution of the continental crust and mantle. Gondwana Research, 20(2-3): 284–308. DOI:10.1016/j.gr.2011.03.006
[] Stern RJ and Scholl DW. 2010. Yin and Yang of continental crust creation and destruction by plate tectonic processes. International Geology Review, 52(1): 1-31
[] Stern RJ, Ali KA, Liégeois JP, Johnson PR, Kozdroj W, Kattan FH. 2010. Distribution and significance of pre-Neoproterozoic zircons in juvenile Neoproterozoic igneous rocks of the Arabian-Nubian Shield. American Journal of Science, 310(9): 791–811. DOI:10.2475/09.2010.02
[] Tong Y, Wang T, Jahn BM, Sun M, Hong DW, Gao JF. 2014. Post-accretionary Permian granitoids in the Chinese Altai orogen: Geochronology, petrogenesis and tectonic implications. American Journal of Science, 314(1): 80–109. DOI:10.2475/01.2014.03
[] Turner DC and Bowden P. 1979. The Ningi-Burra complex, Nigeria: Dissected calderas and migrating magmatic centres. Journal of the Geological Society, 136(1): 105-119
[] Wang DZ, Shen WZ. 2003. Genesis of granitoids and crustal evolution in Southeast China. Earth Science Frontiers, 10(3): 209–220.
[] Wang Q, Zhu DC, Zhao ZD, Liu SA, Chung SL, Li SM, Liu D, Dai JG, Wang LQ, Mo XX. 2014. Origin of the ca.90Ma magnesia-rich volcanic rocks in SE Nyima, central Tibet: Products of lithospheric delamination beneath the Lhasa-Qiangtang collision zone. Lithos, 198-199: 24–37. DOI:10.1016/j.lithos.2014.03.019
[] Wan T, Zhang GW, Wang XX, Li WP. 1999. Growth patterns of granitoid plutons and their implications for tectonics, kinematics and dynamics: Examples from granitoid plutons in the core of the Qinling orogenic belt, China. Scientia Geologica Sinica, 34(3): 326–335.
[] Wang T. 2000. Origin of hybrid granitoids and the implications for continental dynamics. Acta Petrologica Sinica, 16(2): 161–168.
[] Wang T, Wang XX, Li WP. 2000. Evaluation of multiple emplacement mechanisms: The Huichizi granite pluton, Qinling orogenic belt, central China. Journal of Structural Geology, 22(4): 505–518. DOI:10.1016/S0191-8141(99)00169-8
[] Wang T, Zheng YD. 2002. Mesozoic progressive transition from overthrusting to extension in the Sino-Mongolian border region and crustal-scale tangential shear. Geological Bulletin of China, 21(4-5): 232–237.
[] Wang T, Zheng YD, Li TB, Gao YJ, Ma MB. 2002. Forceful emplacement of granitic plutons in an extensional tectonic setting: Syn-kinematic plutons in the Yagan-Onch Hayrhan metamorphic core complex. Acta Geologica Sinica, 76(1): 81–88.
[] Wang T, Zhang ZQ, Wang XX, Wang YB, Zhang CL. 2005. Neoproterozoic collisional deformation in the core of the Qinling Orogen and its age: Constrained by zircon SHRIMP dating of strongly deformed syn-collisional granites and weakly deformed granitic veins. Acta Geologica Sinica, 79(2): 220–231.
[] Wang T, Pei XZ, Wang XX, Hu NG, Li WP, Zhang GW. 2005. Orogen-Parallel westward oblique uplift of the Qinling basement complex in the core of the Qinling Orogen (China): An example of oblique extrusion of deep-seated metamorphic rocks in a collisional Orogen. The Journal of Geology, 113(2): 181–200. DOI:10.1086/427668
[] Wang T, Wang XX, Zheng YD, Hong DW, Wang XS. 2007. Studies on structures of granitic plutons and granitic tectonic dynamics. Chinese Journal of Geology, 42(1): 91–113.
[] Wang T, Li WP, Li JB, Hong DW, Tong Y, Li S. 2008. Increase of juvenal mantle-derived composition from syn-orogenic to post-orogenic granites of the east part of the eastern Tianshan (China) and implications for continental vertical growth: Sr and Nd isotopic evidence. Acta Petrologica Sinica, 24(4): 762–772.
[] Wang T, Jahn BM, Kovach VP, Tong Y, Hong DW, Han BF. 2009. Nd-Sr isotopic mapping of the Chinese Altai and implications for continental growth in the Central Asian Orogenic Belt. Lithos, 110(1-4): 359–372. DOI:10.1016/j.lithos.2009.02.001
[] Wang T, Tong Y, Li S, Zhang JJ, Shi XJ, Li JY, Han BF, Hong DW. 2010. Spatial and temporal variations of granitoids in the Altay orogen and their implications for tectonic setting and crustal growth: perspectives from Chinese Altay. Acta Petrologica et Mineralogica, 29(6): 595–618.
[] Wang T, Zheng YD, Zhang JJ, Zeng LS, Donskaya T, Guo L, Li JB. 2011. Pattern and kinematic polarity of Late Mesozoic extension in continental NE Asia: Perspectives from metamorphic core complexes. Tectonics, 30(6). DOI:10.1029/2011TC002896
[] Wang T, Guo L, Zheng YD, Donskaya T, Gladkochub D, Zeng LS, Li JB, Wang YB, Mazukabzov A. 2012. Timing and processes of Late Mesozoic mid-lower-crustal extension in continental NE Asia and implications for the tectonic setting of the destruction of the North China Craton: Mainly constrained by zircon U-Pb ages from metamorphic core complexes. Lithos, 154: 315–345. DOI:10.1016/j.lithos.2012.07.020
[] Wang T, Zhang L, Guo L, Wang XX, Li S, Feng CY, Xu WL, Tong Y, Zhang JJ, Zhang HR, Zhang CL, Mao JR, Yang QD. 2014. The progress of the preliminary compilation of map of Mesozoic granitoid of Asia and the research on related key issues. Acta Geoscientica Sinica, 35(6): 655–672.
[] Wang T, Guo L, Zhang L, Yang QD, Zhang JJ, Tong Y, Ye K. 2015a. Timing and evolution of Jurassic-Cretaceous granitoid magmatisms in the Mongol-Okhotsk belt and adjacent areas, NE Asia: Implications for transition from contractional crustal thickening to extensional thinning and geodynamic settings. Journal of Asian Earth Sciences, 97: 365–392. DOI:10.1016/j.jseaes.2014.10.005
[] Wang XX, Wang T, Zhang CL. 2013. Neoproterozoic, paleozoic, and mesozoic granitoid magmatism in the Qinling Orogen, China: Constraints on orogenic process. Journal of Asian Earth Sciences, 72: 129–151. DOI:10.1016/j.jseaes.2012.11.037
[] Wang XX, Wang T, Ke CH, Yang Y, Li JB, Li YH, Qi QJ, Lü XQ. 2015b. Nd-Hf isotopic mapping of Late Mesozoic granitoids in the East Qinling orogen, central China: Constraint on the basements of terranes and distribution of Mo mineralization. Journal of Asian Earth Sciences, 103: 169–183. DOI:10.1016/j.jseaes.2014.07.002
[] Webb LE, Graham SA, Johnson CL, Badarch G, Hendrix MS. 1999. Occurrence, age, and implication of the Yagan-Onch Hayrhan metamorphic core complex, southern Mongolia. Geology, 27: 143–146. DOI:10.1130/0091-7613(1999)027<0143:OAAIOT>2.3.CO;2
[] Wilkinson BH, McElroy BJ, Kesler SE, Peters SE, Rothman ED. 2009. Global geologic maps are tectonic speedometers-rates of rock cycling from area-age frequencies. Geological Society of America Bulletin, 121(5-6): 760–779. DOI:10.1130/B26457.1
[] Windley BF, Kröner A, Guo JH, Qu GS, Li YY, Zhang C. 2002. Neoproterozoic to Paleozoic geology of the Altai Orogen, NW China: New zircon age data and tectonic evolution. The Journal of Geology, 110(6): 719–737. DOI:10.1086/342866
[] Wu FY, Li XH, Yang JH, Zheng YF. 2007. Discussions on the petrogenesis of granites. Acta Petrologica Sinica, 23(6): 1217–1238.
[] Yang QD, Wang T, Guo L, Tong Y, Zhang L, Zhang JJ, Hou ZQ. 2017. Nd isotopic variation of Paleozoic-Mesozoic granitoids from the Da Hinggan Mountains and adjacent areas, NE Asia: Implications for the architecture and growth of continental crust. Lithos, 272-273: 164–184. DOI:10.1016/j.lithos.2016.11.015
[] You ZD, Suo ST. 1991. Metamorphic Process and Structural Analysis of the Core Complex of an Orogenic Belt: Example from the Eastern Qinling Mountain. Wuhan: China University of Geosciences Press: 1-322.
[] Zeng LS, Gao LE, Dong CY, Tang SH. 2012. High-pressure melting of metapelite and the formation of Ca-rich granitic melts in the Namche Barwa Massif, southern Tibet. Gondwana Research, 21(1): 138–151. DOI:10.1016/j.gr.2011.07.023
[] Zhai MG. 1992. Petrotectonics. Advance in Earth Science, 7(2): 74–75.
[] Zhai MG, Zhang Q, Chen GN, Wang RC. 2016. Adventure on the research of continental evolution and related granite geochemistry. Chinese Science Bulletin, 61(13): 1414–1420.
[] Zhang CL, Liu L, Zhang GW, Wang T, Chen DL, Yuan HL, Liu XM, Yan YX. 2004. Determination of Neoproterozoic post-collisional granites in the North Qinling Mountains and its tectonic significance. Earth Science Frontiers, 11(3): 33–42.
[] Zhang GW. 2017. Plate tectonics and continental dynamics. National Natural Science Foundation of China (ed.). The Development Strategy of China. Beijing: Science Press, 1-396 (in Chinese)
[] Zhang HF, Gao S, Zhang BR, Luo TC, Lin WL. 1997. Pb isotopes of granitoids suggest Devonian accretion of Yangtze (South China) craton to North China craton. Geology, 25(11): 1015–1018. DOI:10.1130/0091-7613(1997)025<1015:PIOGSD>2.3.CO;2
[] Zhang JJ, Zheng YD. 1996. Review on the mechanisms of orogenic extension. Geological Science and Technology Information, 15(3): 26–34.
[] Zhang JJ, Wang T, Zhang L, Tong Y, Zhang ZC, Shi XJ, Guo L, Huang H, Yang QD, Huang W, Zhao JX, Ye K, Hou JY. 2015. Tracking deep crust by zircon xenocrysts within igneous rocks from the northern Alxa, China: Constraints on the southern boundary of the Central Asian Orogenic Belt. Journal of Asian Earth Sciences, 108: 150–169. DOI:10.1016/j.jseaes.2015.04.019
[] Zhang Q, Jin WJ, Li CD, Wang YL. 2010. Revisiting the new classification of granitic rocks based on whole-rock Sr and Yb contents: Index. Acta Petrologica Sinica, 26(4): 985–1015.
[] Zheng JP, Griffin WL, O'Reilly SY, Zhang M, Pearson N, Pan YM. 2006. Widespread Archean basement beneath the Yangtze craton. Geology, 34(6): 417–420. DOI:10.1130/G22282.1
[] Zheng YD, Wang T, Ma MB, Davis GA. 2004. Maximum effective moment criterion and the origin of low-angle normal faults. Journal of Structural Geology, 26(2): 271–285. DOI:10.1016/S0191-8141(03)00079-8
[] Zhou XM, Sun T, Shen WZ, Shu LS, Niu YL. 2006. Petrogenesis of Mesozoic granitoids and volcanic rocks in South China: A response to tectonic evolution. Episodes, 29(1): 26–33.
[] Zhu BQ. 2001. Geochemical Provinces and Abrupt Belt of Geochemistry. Beijing: Science Press.
[] Zhu DC, Mo XX, Niu YL, Zhao ZD, Wang LQ, Liu YS, Wu FY. 2009. Geochemical investigation of Early Cretaceous igneous rocks along an east-west traverse throughout the central Lhasa Terrane, Tibet. Chemical Geology, 268(3-4): 298–312. DOI:10.1016/j.chemgeo.2009.09.008
[] Zhu DC, Zhao ZD, Niu YL, Mo XX, Chung SL, Hou ZQ, Wang LQ, Wu FY. 2011. The Lhasa Terrane: Record of a microcontinent and its histories of drift and growth. Earth and Planetary Science Letters, 301(1-2): 241–255. DOI:10.1016/j.epsl.2010.11.005
[] 陈国能, 洛尼·格拉佩斯. 2009. 花岗岩成因: 原地重熔与地壳演化. 彭卓伦, 张献河, 胡文烨, 译. 武汉: 中国地质大学出版社, 1-229
[] 邓晋福, 赵海玲, 莫宣学, 吴宗絮, 罗照华. 1996. 中国大陆根-柱构造:大陆动力学的钥匙. 北京: 地质出版社.
[] 韩宝福, 郭召杰, 何国琦. 2010. "钉合岩体"与新疆北部主要缝合带的形成时限. 岩石学报, 26(8): 2233–2246.
[] 洪大卫, 王式洸. 1993. 花岗岩地球动力学. 见: 肖庆辉等编. 当代地质科学前沿. 武汉: 中国地质大学出版社, 1-526
[] 洪大卫, 王涛, 童英, 王晓霞. 2003. 华北地台和秦岭-大别-苏鲁造山带的中生代花岗岩与深部地球动力学过程. 地学前缘, 10(3): 231–256.
[] 李曙光, 何永胜, 王水炯. 2013. 大别造山带的去山根过程与机制:碰撞后岩浆岩的年代学和地球化学制约. 科学通报, 58(23): 2316–2322.
[] 陆松年, 李怀坤, 陈志宏, 郝国杰, 周红英, 郭进京, 牛广华, 相振群. 2003. 秦岭中-新元古代地质演化及对Rodinia超级大陆事件的响应. 北京: 地质出版社.
[] 陆松年, 相振群, 李怀坤, 王惠初, 初航. 2012. 华北克拉通对罗迪尼亚超大陆事件的响应——GOSEN连接假设. 地质学报, 86(9): 1396–1406.
[] 莫宣学. 2011. 岩浆与岩浆岩:地球深部"探针"与演化记录. 自然杂志, 33(5): 255–259.
[] 任海东, 王涛. 2017. 东昆仑-西秦岭造山带对接处三叠纪花岗质岩石时空演化、物源特征对比及其大地构造意义. 地球学报, 38(S2): 1–4.
[] 宋鹏, 童英, 王涛, 秦切, 张建军, 宁东旭. 2017. 阿尔泰东南缘泥盆纪花岗质岩石的锆石U-Pb年龄、成因演化及构造意义:钙碱性-高钾钙碱性-碱性岩浆演化新证据. 地质学报, 91(1): 55–79.
[] 王德滋, 沈渭洲. 2003. 中国东南部花岗岩成因与地壳演化. 地学前缘, 10(3): 209–220.
[] 王涛, 张国伟, 王晓霞, 李伍平. 1999. 花岗岩体生长方式及构造运动学、动力学意义——以东秦岭造山带核部花岗岩体为例. 地质科学, 34(3): 326–335.
[] 王涛. 2000. 花岗岩混合成因研究及大陆动力学意义. 岩石学报, 16(2): 161–168.
[] 王涛, 郑亚东. 2002. 中蒙边界中生代推覆-伸展递进转换及地壳尺度的切向剪切. 地质通报, 21(4-5): 232–237.
[] 王涛, 张宗清, 王晓霞, 王彦斌, 张成立. 2005. 秦岭造山带核部新元古代碰撞变形及其时代-强变形同碰撞花岗岩与弱变形脉体锆石SHRIMP年龄限定. 地质学报, 79(2): 220–231.
[] 王涛, 王晓霞, 郑亚东, 洪大卫, 王新社. 2007. 花岗岩构造研究及花岗岩构造动力学刍议. 地质科学, 42(1): 91–113.
[] 王涛, 李伍平, 李金宝, 洪大卫, 童英, 李舢. 2008. 东天山东段同造山到后造山花岗岩幔源组分的递增及陆壳垂向生长意义-Sr、Nd同位素证据. 岩石学报, 24(4): 762–772.
[] 王涛, 童英, 李舢, 张建军, 史兴俊, 李锦轶, 韩宝福, 洪大卫. 2010. 阿尔泰造山带花岗岩时空演变、构造环境及地壳生长意义——以中国阿尔泰为例. 岩石矿物学杂志, 29(6): 595–618.
[] 王涛, 张磊, 郭磊, 王晓霞, 李舢, 丰成友, 许文良, 童英, 张建军, 张洪瑞, 张成立, 毛建仁, 杨奇荻. 2014. 亚洲中生代花岗岩图初步编制及若干研究进展. 地球学报, 35(6): 655–672. DOI:10.3975/cagsb.2014.06.01
[] 吴福元, 李献华, 杨进辉, 郑永飞. 2007. 花岗岩成因研究的若干问题. 岩石学报, 23(6): 1217–1238.
[] 游振东, 索书田. 1991. 造山带核部杂岩变质过程与构造解析:以东秦岭为例. 武汉: 地质大学出版社.
[] 翟明国. 1992. 岩石大地构造学. 地球科学进展, 7(2): 74–75.
[] 翟明国, 张旗, 陈国能, 王汝成. 2016. 大陆演化与花岗岩研究的变革. 科学通报, 61(13): 1414–1420.
[] 张成立, 刘良, 张国伟, 王涛, 陈丹玲, 袁洪林, 柳小明, 晏云翔. 2004. 北秦岭新元古代后碰撞花岗岩的确定及其构造意义. 地学前缘, 11(3): 33–42.
[] 张国伟. 2017. 板块构造与大陆动力学. 见: 国家自然基金委员会编. 中国学科发展战略. 北京: 科学出版社, 1-396
[] 张进江, 郑亚东. 1996. 造山带伸展构造机制综述. 地质科技情报, 15(3): 26–34.
[] 张旗, 金惟俊, 李承东, 王元龙. 2010. 再论花岗岩按照Sr-Yb的分类:标志. 岩石学报, 26(4): 985–1015.
[] 朱炳泉. 2001. 地球化学省与地球化学急变带. 北京: 科学出版社.