相带填图法其指导思想和理论陈旧,地质填图单位中没有很好地反映岩浆多期分异规律,对群居岩体间的空间共生与组合关系、成因联系、新老时序和演化特征都没有引起足够的重视,地质图面内容简单,不适合更大比例尺地质填图中对复杂岩体的解体。
20世纪80年代以后,国际上开始流行花岗岩类的I—S型分类体系和方案,地质学家开始思索建立在这一流行分类方案基础上的花岗岩类填图方法新体系。南美和北美的地质学家,分别在安第斯山海岸和内华达山脉岩基的I型花岗岩类的岩石谱系填图方法上取得了一些重要进展,尤其是对复杂岩基内部的多个侵入体的识别、分解和地质填图。适逢中国开展新一轮1∶5万区域地质填图改革,学习和借鉴了国外Ⅰ型花岗岩类岩石谱系填图的方法,推广了Ⅰ型花岗岩类成分演化序列填图方法,取得了一些成果。解体复杂岩体的经验很快推广。受这一思想的启发,从中国大量分布S型花岗岩类这一实际出发,在花岗岩研究程度较高的华南等地部署试点图幅,探索适合S型花岗岩类的岩基解体、侵入体识别、建立单元和归并超单元的岩石谱系填图方法(也称单元—超单元填图方法),并很快取得了重要进展。尔后在全国较多的1∶5万地质填图中全面推广,并颁布了《花岗岩类区1∶5万区域地质填图指南》。近年来的1∶5万区调填图,多数图幅中对花岗岩类进行了岩石谱系单位填图方法尝试和实践。其主要做法是运用岩石谱系单位填图的最基本方法,对以往认为较单一岩体从识别和填绘侵入体入手进行解体,重视各侵入体之间的接触关系和识别标志,表达和反映序列演化观和强调了谱系关系(简称谱系图),侵入体、单元、超单元是谱系填图法的主要填图单位。
1.岩石谱系单位的由来和基本概念
岩石谱系单位填图方法始于北美。和沉积岩相比,花岗岩是一种不连续、与周围环境不完全协调的不成层的地质体,不受沉积叠覆律和侧向沉积原理支配。虽然可以采用类似于岩石地层单位方法填图,但是,相同岩性的花岗岩不应该是岩石地层单位。因此,北美地层命名委员会(1983)建议建立花岗岩类等级体制新地层单位,即岩石谱系单位。《北美地层指南》的定义是“岩石谱系单位主要是由侵入、强烈变形和(或)高度变质的岩石组成的有边界的地质体,根据岩石的特征加以区分和圈定。与岩石地层单位对比,它一般不受层序律的限制,它与其他一些岩石单位的接触可以是沉积的、侵出的、侵入的、构造的或者是变质的。”
2.花岗岩类岩浆的同源性及其演化序列的基本概念
所谓岩浆同源关系,实质上就是所有岩石构成单位具有一定的空间和时间关系、矿物成分之间的关系,同时保持着相类似的结构特点。亦即,一定的空间和时间范围内所形成的花岗岩类来自一个公共的母岩浆房,这样,就需要确定它们必须来自同一母岩浆房,其中不仅岩石类型一致,而且具有相似的岩石结构和矿物形态、相似的包体形态和数量、相似的岩墙组合。此外,还要从地球化学及地质年代学等方面找到证据。同源岩浆序列是一次熔融事件演化所形成的一套岩石组合,可能是由于岩浆离开一个公共的母岩浆房之后分异演化形成。
一定的空间范围内,岩浆的同源性及其演化序列有其固定的模式。这样,在一个复杂深成岩体所建立起来的同源岩浆序列,与另一个复杂深成岩体内的同源岩浆序列基本上可以对比。因此,可以通过区域填图揭示出各个深成岩体及其内部的各个侵入体的生成顺序和空间分布规律,建立相应的等级,按照岩石谱系单位的原则进行划分和填图。
3.岩石谱系单位的填图单位建立方法
一些大型岩体或岩基不仅是由若干个独立侵入体所组成的复式岩体,而且这些侵入体的出现具有一定的次序,并在一定的区域范围内保持相对稳定。花岗岩类填图方法的核心是划分岩石谱系单位、建立等级体制,它是一种以岩浆同源性质及其演化为理论,以岩浆多次脉(涌)动上侵形成的岩石单位为基础,以岩体内部接触关系、年龄、成分为标志,划分侵入体,归并建立单元、超单元,并分析研究其定位机制的填图方法。
现行的花岗岩类岩石谱系单位主要有以下4种。
(1)侵入体
侵入体(intrusive body)是指岩浆单一贯入,单独就位形成的侵入实体,是花岗岩类地质填图中的基本单元,是深成岩体中最小的地质单位,也是区域地质填图中所填绘和圈定的地质实体。一个侵入体常表现为一个单独的并具有一定规模的岩石块体。常见的侵入体如岩床、岩盖、岩盆、岩鞍、岩脉、岩镰、岩瘤、岩株。侵入体与其他地质体间一般具有明显的侵入关系。
花岗岩类侵入体在平面上常呈圆形、卵形,有时形态较为复杂。大多数体积较小的侵入体,其岩石成分和结构是较均匀的,而对体积较大的侵入体来说,其岩石成分和结构是会有变化的,但在同一侵入体内部,这种变化一般是渐变的。同一侵入体内部,不存在两种以上岩石成分和结构截然不同或相差悬殊的岩石类型,也不应存在不连续界面(侵入接触界面)。
(2)单元
单元(unit)是岩石谱系单位的基本单位,是由多个侵入体归并而成,相当于岩石地层单位中的组,是同源深成侵入岩岩区地质填图中最基本的填图单位。归并于同一个单元的所有侵入体,应该被肯定地认为是在同一岩段或岩石区内花岗岩类侵入顺序中占据同一个特定的位置,并具有特有的基本相同的岩石学特征(成分、结构、构造)和相对时间特征。它相当于北美地层指南(1983年)中的岩簇。单元的命名可采用“地名+单元”来命名,如会昌幅的春坑单元;或地名加岩石名称,如春坑二长花岗岩单元。
归并为同一单元的各侵入体应满足5个基本条件:①基本一致的岩石成分;②基本一致的岩石结构;③侵入体所含包体基本相同或相似;④侵入体所赋存的脉岩和脉岩组合基本相类似;⑤侵入体形成的时间基本相同。
(3)超单元
超单元(super unit)是具有亲缘演化关系的单元组合,相当于岩石地层单位中的群。凡在时间上和空间上紧密相关,并且在岩石特征(包括成分和结构)上具有某些类似特征和清楚的亲缘演化关系,未被其他地质事件所中断的两个或两个以上的单元可归并组成为一个超单元,是一次熔融事件(岩浆热事件)的全部产物。把单元归并为超单元最重要的标志是超单元的各单元空间上紧密共生、具有成因联系和亲缘演化关系。超单元的命名由“地名+超单元”组成,例如会昌幅的富城超单元。
(4)超单元组合
超单元组合(super unit assemblage)是岩石谱系单位中最高一级的单位,相当于岩石地层单位的超群。它代表整个构造—岩浆旋回或特定的某个地质历史阶段形成的若干超单元在一定空间范围内的组合。超单元组合中的所有超单元,虽然不是一次熔融事件的产物,却包含同一熔融层有间断地多次发生熔融上侵。它们都是同一次构造事件影响下在同一个熔融层有间断地发生多次岩浆热事件所形成的岩浆组合群。超单元组合命名由“地方性专用名称+超单元组合”构成。