Varios sistemas típicos de rocas intrusivas plutónicas metamórficas
La combinación tonalita-(ortogranito)-granodiorita (TTG) está ampliamente distribuida en el cratón arcaico (incluidas áreas metamórficas de alto grado y áreas de piedra verde-granito), y representa aproximadamente el 50% ~ 70% del total. el material de la corteza continental arcaica (Liu Shuwen, 1994). Sin embargo, en el terreno metamórfico de alto grado del Precámbrico temprano, debido a una fuerte deformación y transformación metamórfica, sus características geológicas originales y características petrográficas se conservan menos. La determinación y la investigación de esta combinación de rocas se basan principalmente en las relaciones geológicas básicas y las características químicas de la tierra. , por lo que algunos estudios sobre terrenos metamórficos de alto grado del Precámbrico temprano se han extendido a TTG (Cheng, Yang et al., 2004; Shen, 2002b), y el término TTG se ha convertido en un cuadro muy conveniente para dar cabida a aquellos con composición de sodio de las rocas. (Martín, 2005). De hecho, el conjunto de rocas TTG tiene su propio significado específico y significado geodinámico. Si se amplía el alcance de TTG, por un lado, el concepto de TTG se confundirá. Por otro lado, la expansión de TTG conducirá inevitablemente a la simplificación de los tipos de rocas plutónicas metamórficas. Por lo tanto, cuando utilizamos el término TTG para definir rocas intrusivas plutónicas metamórficas en complejos metamórficos de alta ley, primero debemos comprender el significado exacto de TTG.
La definición y características básicas de 1. TTG
El conjunto TTG se originó a partir del estudio de rocas de granito sódico arcaico a mediados de la década de 1970. Con la publicación de la obra clásica de Fred Barker (1979) "Organita, dacita y rocas relacionadas", esta combinación genéticamente relacionada de tonalita, monzogranito y granodiorita se hizo conocida gradualmente por la gente. Jiang Boming et al. (John et al., 1981) se denominan colectivamente serie de rocas TTG. Posteriormente, muchos geólogos llevaron a cabo investigaciones en profundidad sobre el área de origen y el origen de TTG desde los aspectos de las características geoquímicas y experimentos de fusión a alta temperatura y alta presión, haciendo de TTG una de las características decisivas del terreno Arcaico (Martin, 2005). .
Debido a las diferentes influencias del metamorfismo tardío, la deformación y la anatexis, el conjunto TTG muestra diferentes características geológicas de campo y características de litofacies. Un TTG típico es un conjunto de rocas plutónicas intrusivas equigranulares compuestas por plagioclasa (anortita) + anfíbol + biotita hornblenda. El feldespato potásico (microclina) puede estar presente en las rocas, pero en pequeñas cantidades. Los miembros más primitivos del conjunto pueden ser ricos en anfíboles, pero el contenido de minerales máficos suele ser inferior al 65438 ± 05%. Los minerales accesorios son epidota, calcopirita, apatita, circón, esfena y minerales de titanio (Cheng, Yang et. al., 2004; Martin, 2005).
Los principales elementos, oligoelementos y elementos de tierras raras de la combinación TTG se han descrito en detalle (Mcgregor, 1979; Buck, 1979; Drummond De y Devante). , 1990; Martin, 1994, 2005), la composición química promedio de la combinación TTG se muestra en la Tabla 6-2-1. Aunque existen diferencias en algunos detalles, en general se cree que las combinaciones de TTG son ricas en silicio (SiO _ 2 > 64%, pero generalmente alrededor del 70% o más, Barker, 1979; Martin, 1994; SiO _ 2 > 62% ~ 74 %, McGregor, 1979), alto contenido de sodio (3,0% ≤ Na2O ≤ 7,0%, Martin, 1994; 4,0% ~ 5,5%, Barker, 1979), baja relación K2O/Na2O, generalmente inferior a 0,5, cristalización magmática. no hay enriquecimiento de potasio en el proceso y hay falta de hierro y magnesio.
Tabla 6-2-1 Composición promedio de elementos principales (wB/%) y oligoelementos (wB/10-6) de Archean TTG
Continuación
En el diagrama de clasificación de minerales estándar An-a B o triangular de O'Connor, la mayor parte del gneis TTG se moldea en las zonas de tonalita y granito del Ordovícico, y algunos caen en la zona de granodiorita (Fig. 6 -2-1). . En los diagramas A-F-M, el TTG Arcaico se formó en la zona calco-alcalina (Fig. 6-2-2). En el diagrama mineral estándar Q-a b-, los puntos TTG están relativamente dispersos, pero la mayoría de ellos están cerca de la línea de tendencia del granito monzonítico, en lugar de mostrar la típica tendencia alcalina calcfílica (Figura 6-2-3). En el diagrama K-Na-Ca, los puntos TTG también se distribuyen cerca de la línea de tendencia del monzogranito. No hay una tendencia de distribución lineal obvia (Figura 6-2-4a), pero están concentrados en un área específica (Figura 6-2). -4b) (Cheng, Yang et al.
, 2004).
Figura 6-2-1 Diagrama mineral estándar An-Ab-Or de combinación TTG
(Según Martin 1994)
a- Dolomita inglesa; GD-granodiorita; tdh: granito monzonítico; granito
Barker y Arthur (1976) clasificaron además el granito sódico arcaico (granito monzonítico) en tipo con alto contenido de aluminio (Al2O3 > 15%) y tipo con bajo contenido de aluminio. . El tipo con alto contenido de aluminio se caracteriza por un alto contenido de Sr, Eu y bajo de Yb e Y, tiene una alta relación Sr/Y y muestra una forma de partición de tierras raras fuertemente diferenciada (LaN/YbN puede alcanzar 150). El grado de diferenciación de las tierras raras ligeras y pesadas es casi el mismo, y el patrón de distribución de las tierras raras muestra una línea diagonal que desciende bruscamente hacia la derecha. Dado que el contenido de Yb suele ser muy bajo (0,3 < YBN < 8,5), el patrón de los elementos de tierras raras es cóncavo en el extremo de los elementos de tierras raras pesadas (Figura 6-2-5) y, en general, no muestra anomalías de Eu (la el valor medio de Eu/Eu* es 0,99). Generalmente se piensa que estas características reflejan la presencia de granate y anfíbol en fases residuales o separadas y la ausencia de plagioclasa en la fase residual. El tipo bajo en aluminio tiene un bajo contenido de Sr y Eu, una forma de partición de tierras raras débilmente diferenciada y una baja relación Sr/Y, lo que indica que su petrogénesis no está relacionada con el granate, sino que está controlada por la plagioclasa como fase residual o fase separada (Martin, 2005). La mayoría de los TTG arcaicos son del tipo con alto contenido de aluminio y su origen de alta presión se ha convertido en el significado básico de los TTG arcaicos. Por lo tanto, la mayoría de los TTG arcaicos en la literatura actual se refieren principalmente a este TTG con alto contenido de aluminio.
Figura 6-2-2 Diagrama AFM de combinación TTG
(Basado en Martin, 1994, citado de Cheng y Yang, 2004).
serie de basalto toleítico; serie de rocas calco-calco-alcalinas; serie de rocas alumino-alcalinas
Figura 6-2-3 Mapa de minerales estándar Q-a b-or de combinación TTG
(Según Martin, 1994, citado en Cheng y Yang, 2004).
tdh——La tendencia de evolución del granito monzonítico; la tendencia de evolución del granito calco-calco-alcalino
Figura 6-2-4 Diagrama de potasio-sodio-calcio de la combinación TTG
(Según Martin, 1994, citado en Cheng y Yang, 2004).
La leyenda es la misma que la Figura 6-2-3, y el área sombreada es el área de roca Archean TTG.
Figura 6-2-5 Patrón de distribución de elementos de tierras raras de Archean TTG
(Basado en Martin, 1994, citado de Cheng y Yang, 2004).
Figura 6-2-6 Diagrama de composición de MgO-SiO2_2 de TTG en diferentes períodos
(Basado en Martin, 2005)
2.2 Cambios en la composición química. La combinación de TTG y tiempo
En los últimos años, Smithies (2000), Smithies y Champion (2000) y Martin y Moyen (2002) han discutido cómo la composición química del Archean TTG cambia con el tiempo. Descubrieron que los cambios más significativos fueron que el índice rico en magnesio se actualizaba con la edad y que el contenido promedio de SiO2 en la cartera de TTG disminuía. El contenido promedio de MgO aumenta (Figura 6-2-6), y el valor máximo del índice rico en magnesio Mg # [Mg # = MgO/(MgO+FeO *)] aumenta de 0,45 a 4,0 Ga a 0,65 a 2,5 Ga ( Martín y Moyen, 2002). Durante el mismo período, el contenido máximo de níquel aumentó de 30×10-6 a 70×10-6, el contenido máximo de cromo aumentó de 50×10-6 a 200×10-6 y el contenido máximo de estroncio aumentó de 550 ×10-6 Aumento. Excepto Sr, Ba, Ni, Cr y Mg, los rangos de cambio de otros elementos son independientes del tiempo (Martin et al., 2005).
El motivo del 3.3.
Conjunto TTG
A través del estudio comparativo de una gran cantidad de datos experimentales de fusión a alta temperatura y alta presión y las características geoquímicas del conjunto TTG, generalmente se cree que el magma félsico sódico que forma el conjunto TTG El conjunto de TTG de aluminio está compuesto de corteza basáltica baja en potasio que es suficiente para producir granadas. El anfíbol se produce como una fase residual a alta presión (1,6 ~ 3,2 GPA) (Liu Shuwen, 1994 Rapp et al., 1991; Rapp y Watson, 1995; Martin, 1999, 2005). El TTG con bajo contenido de aluminio se produce principalmente a baja presión. Se forma por cristalización o fusión parcial a (< 0,5 GPa), y el granate y el anfíbol no participan en el proceso diagenético (Xue Huaimin et al. ., 1999). Sin embargo, todavía existen contradicciones en la comprensión de los antecedentes geodinámicos para la formación de conjuntos de TTG con alto contenido de aluminio. Hay dos opiniones completamente diferentes (también hay algunas opiniones mixtas): ① El conjunto de TTG arcaico se formó mediante la fusión parcial del conjunto. subducción de placa basáltica en la zona de subducción tectónica de placas térmicas (Martin, 1986, 1999; Peacock et al., 1994) (2) El conjunto Archean TTG se formó por la fusión parcial de basalto hidratado en el fondo de la corteza continental o la corteza continental; fondo de la placa interna de la gruesa corteza oceánica (meseta basáltica) (Rudnick et al., 1985; Albared, 1998; Smith, 2000). En cualquier caso, se cree generalmente que los conjuntos de TTG arcaicos son sintectónicos o posttectónicos, y algunos. A los conjuntos de TTG se les pueden agregar materiales del manto durante su formación (Steenfelt et al., 2005).
4. Cuestiones a las que se debe prestar atención en la identificación e investigación de TTG en áreas de rocas metamórficas de alta ley.
En la zona metamórfica de alto grado arcaica, la serie de rocas TTG generalmente sufrió una intensa deformación metamórfica y anatexis. Sus características geológicas y petrográficas originales rara vez se conservan, y la mayoría de ellas son inclinaciones de biotita rayadas. la forma de gneis largos y hornblenda biotita plagioclasa gneis, y en algunos casos minerales metamórficos como perilla piroxeno y clinopiroxeno. Estos TTG que han sufrido metamorfismo, deformación y transformación a menudo requieren estudios exhaustivos detallados de geología, petrografía y geoquímica de campo para ser identificados. Durante el proceso de investigación, es necesario tener en cuenta las siguientes cuestiones:
(1) Otro término relacionado con TTG es gneis gris. El gneis gris generalmente se refiere a los gneis cuyos componentes principales son el feldespato y el feldespato, incluido el TTG y otros gneis asociados. El término en sí no tiene un significado preciso sobre el tipo y origen de la roca (Liu Shuwen, 1994).
(2) El estudio comparativo sistemático de las características geoquímicas de las rocas es la base para determinar la combinación TTG. Puede ser incorrecto concluir que un gneis con características plutónicas es TTG basándose en ciertas características geoquímicas de manera unilateral. los gneises que caen en las zonas de tonalita, piroxeno y granodiorita en la tabla de clasificación de minerales estándar An-A B- se identifican como TTG (Cheng, Yang et al., 2004 o según las características de fuerte enriquecimiento de tierras raras ligeras y); el agotamiento de tierras raras pesadas, los gneis con litología general uniforme se determinan como TTG, etc. De hecho, los conjuntos de TTG se superponen en características geoquímicas con otros tipos de rocas magmáticas. Por ejemplo, TTG es muy similar a la adakita en la mayoría de los elementos principales, oligoelementos y elementos de tierras raras, y las características de distribución de los elementos de tierras raras en la Zanchiita determinadas en los últimos años también son similares a las de TTG (Martin, 2005). Más notablemente, las principales características geoquímicas de algunas rocas sedimentarias de tipo arenisca son similares a las de la tonalita y la austria.
(3) El muestreo también es un factor importante que afecta la diferenciación de TTG. En áreas metamórficas de alto grado, la transformación del anatecismo y la migmatización puede conducir a una heterogeneidad en la composición mineral de la roca y la composición geoquímica. Algunos productos del anatecismo, como el gneis y la granulita de biotita plagioclasa, también tienen las características del elemento principal de TTG (Wan Yusheng et al. al., 2002a, b; Cheng, Yang et al., 2004). Además, el magmatismo potásico posterior también afectará la composición de la roca. Por lo tanto, al tomar el muestreo, se deben considerar los efectos de la anatexis, la migmatización y el magmatismo potásico tardío, y se deben evitar en la medida de lo posible las áreas con fuerte migmatización y magmatismo potásico. Por supuesto, antes de eso, primero es necesario demostrar que esta heterogeneidad es el resultado de la migmatización y no de los estratos vulcano-sedimentarios originales.
(2) Destacan dos nuevas combinaciones: Zanchiita de la serie calco-alcalina y granito Clospet.
Aunque la serie de rocas TTG es el principal tipo de roca plutónica metamórfica Arcaica, representa una proporción considerable de la corteza continental Arcaica y se formó en varios períodos del Eón Arcaico, un gran número de estudios han Se ha demostrado que la serie de rocas TTG no es el único tipo de roca plutónica metamórfica arcaica, como lo es el área del complejo metamórfico de alto grado.
Además, los complejos metamórficos de alto grado no son iguales a los terrenos arcaicos. Según los datos disponibles, además del conjunto TTG, también existe un conjunto de rocas plutónicas metamórficas calco-alcalinas en el terreno Arcaico o terreno Precámbrico. La serie calco-alcalina mencionada aquí es una combinación de rocas que muestra la tendencia de evolución calco-alcalina en el diagrama K-Na-Ca. Dentro de esta serie de rocas, recientemente se han identificado en la literatura dos conjuntos de rocas, sanukitoides y granitos tipo Closepet. Comprende las características de estos dos ricos.
1. Sanukitoides arcaicos
La sanukita se refiere a la andesita del Mioceno rica en magnesio que se encuentra en el cinturón volcánico de Setouchi en el norte de Shikoku, Japón. Japón lo traduce como "andesita de piroxeno de bronce" según su composición mineral, y lo llama "Roca Zanqi" según su traducción china de Sanuki. El "Diccionario Geológico Inglés-Chino" publicado en China lo traduce como "Andesita Jibo Fanghui" (. Zhang Qi y otros 2005). En 1984, Shirey y Hanson (1984) descubrieron por primera vez un conjunto de cuerpos intrusivos félsicos neoarqueanos y conjuntos de rocas volcánicas que eran completamente diferentes del TTG en la provincia occidental de Canadá. Debido a que las características geoquímicas del elemento principal de estas rocas son similares a las de la andesita de alta magnesia del Mioceno en el cinturón volcánico interior de Seto, fueron denominadas sanukitoides arcaicos. Actualmente, las Zanchiitas se consideran una parte más pequeña pero extendida del terreno del Arcaico Tardío (Martin, 2005), con composiciones que van desde diorita hasta granodiorita. La tonalita juega un papel secundario, representando una serie magmática. A diferencia del TTG, puede enriquecerse en minerales máficos como biotita, anfíbol y clinopiroxeno y, en algunos casos, también puede estar presente clinopiroxeno. El contenido de sílice es menor o igual al 60%, el contenido de óxido de magnesio es mayor al 6% (Figura 6-2-7), el contenido de magnesio es mayor a 0.6, el contenido de cromo es mayor a 100 × 10-6, y los contenidos de tierras raras ligeras de estroncio y bario son superiores a 500 × 10-6. Alto contenido de Na2O.
Figura 6-2-7 Diagrama de MgO-K2O de TTG (a) combinado con Fangzanqita Arcaica (b) y roca densamente empaquetada (c)
(Según Martin, 2005)
2. Granito Closepet
El granito tipo Closepet se ha descubierto recientemente y se ha informado únicamente en el sur de la India (Jayananda et al., 1995; Moyen et al., 2001, 2003). Tiene características algo similares a la Zanchiita, con un alto contenido de minerales oscuros, pero su composición rocosa puede evolucionar hacia monzogranito. El granito Closepet también tiene mayor MgO (Figura 6-2-7), Mg#, Na2O, KO, Cr, Ni, Sr y Ba, mayor contenido de LREE y mayor relación La/Yb, pero la única diferencia es que tiene un alto contenido de K2O/ Relación Na2O (hasta 1,0) (Martin, 2005).
En el diagrama K-Na-Ca (Figura 6-2-8), tanto el conjunto de rocas Zanchi como el conjunto de granito Closepet muestran una tendencia clásica de evolución calco-alcalina, que es fácilmente diferente de la del Arcaico. Los períodos de TTG se distinguen por altos niveles de MgO, Mg#, Cr, Ni y especialmente altos de K2O, que generalmente no están asociados con el magmatismo de TTG (Martin, 2005), pero el conjunto de rocas de Zanchi a veces puede considerarse como gneis oscuro. Generalmente postectónico tardío.
El origen de estas dos combinaciones sigue siendo controvertido, pero en general se cree que su alto valor de Mg # y su alto contenido de Cr y Ni deberían excluir las fuentes de la corteza, incluida la corteza basáltica, y las características de LREE son poco probables. es el producto de la cristalización fraccionada (Martin, 2005) y es probable que involucre dos componentes: placa fundida y cuña del manto de peridotita (Steenfelt et al., 2005).
Figura 6-2-8 Tuzanita K-Na-Ca y combinación de roca compacta
(Basado en Martin, 2005)
Combinación de roca como extraña : ■ w (SiO 2) < 62%, □w (SiO 2) > 62%; combinación de roca Closepet: ▲ w (SiO 2) < 62%, △w (SiO 2) > 62%; -tendencia de diferenciación alcalina; tdh—tendencia de diferenciación del granito monzonítico