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转载于:《广东地质》.1992年.第7卷.第2期.第73~78页。 野外地质与花岗岩研究 莫 柱 孙 (广东省地质矿产局,广州) 以南岭地区为例,目前花岗岩研究的薄弱环节大概有如下几点:(1)野外研究工作少,(2)面的研究工作少,(3)岩石的结构构造研究工作少,(4)岩石形成的区域地质条件研究工作少,(5)建立有本国特色的理论的研究工作少。以上几点概括起来就是一句话:我们忽视了花岗岩研究的野外地质工作。因此,目前花岗岩研究工作中就常常不免犯下下列的毛病:(1)瞎子摸象;(2)生搬硬套;(3)避重就轻;(4)自我陶醉。为了克服这些毛病,建议建立野外研究基地,加强花岗岩研究的野外地质工作。 近十年来,我国(特别是华南地区)花岗岩的研究工作,呈现一派繁荣兴旺的景象。《华南花岗岩类的地球化学》(1979),《南岭花岗岩地质学》(1980),《华南不同时代花岗岩类及其与成矿关系》(1981),《南岭花岗岩地质及其成因和成矿作用》(1989)等书的相继出版;三个花岗岩学术讨论会(郴州,1981;南京,1982;广州,1987)的先后召开就是这种繁荣兴旺的标志。为了使我国的花岗岩研究能够提高到一个新的水平,总结过去的工作经验、找出薄弱环节和存在问题、指出进一步的工作方向是很有必要的。笔者限于工作经验,只能以南岭地区的花岗岩研究为例,提出一些意见,以便举一反三,供同行参考,不当之处,请予批评指正。 一、当前花岗岩研究的薄弱环节 1.室内研究工作多,野外研究工作少 翻开国内有关花岗岩的文献看一下,就会有这样一个印象:室内资料多,野外资料少。具体一点说,大多数文献都缺乏扎实的野外地质基础。其中最明显的是很少附有合适的地质图,即使有,也多半是引用地质队(特别是区调队)现有的。这些文献差不多都是对某些岩体采集几块标本,鉴定几块薄片,分析几个样品,测出几条数据,列成几张图表,然后套用现成公式或理沦,便对花岗岩的物质来源和成因类型提出结论。有些还海阔天空地和世界各地花岗岩进行对比,大谈特谈其形成的大地构造条件和分布规律。但由于对所研究的岩体没有填好地质图,对它们形成的区域地质背景缺乏应有的了解,结果往往不免瞎子摸象或张冠李戴。 2. 点的研究工作多,面的研究工作少 单就花岗岩的野外工作来说,过去的工作多半限于一二个岩体,而较大面积(例如一个岩带)的工作则较少见。这对于研究花岗岩的起源和成因、变化和发展、形成方式和定位机理、构造控制和分布规律等问题,显然是十分不够的。例如南岭地区花岗岩期次的分布,总的来说是由北西向南东时代越来越新。但具体到每一个岩带,情形就不是那么简单。如云开大山-大容山-十万大山、九疑山、诸广山等岩带,从加里东期到燕山晚期花岗岩虽则均有出露,但其分布方式则各有不同;云开大山-大容山-十万大山岩带的花岗岩,由东向西时代越来越新;而九嶷山带的花岗岩则相反,是由西向东越来越新的;至于诸广山岩带的花岗岩,时代较新的则叠加在较老的之上。这些问题若不通过区域地质调查,特别是大面积的地质填图,是难于解决的。 3.岩石成分的研究工作多,结构构造的研究工作少 过去的花岗岩研究,都十分重视岩石成分(如化学成分、造岩矿物成分、副矿物成分和微量元素成分等)的研究,这是对的,无可非议。因为这些都是基础工作,应该做好。但是对比之下,关于岩石结构构造的研究,则显得太少,而且过于简单。据报道①,国外对于花岗岩结构构造的研究,已越过了只管粗、中、细粒结构和块状、片麻状构造等描述阶段,开始研究结构构造的成因意义。例如,皮切尔学派就提出花岗岩的结构可以分为初次结构和二次结构,其区别和意义如下:
对于花岗岩的片麻状构造,则分出叶理(folistion)和线理(lincation)两类。过去一般认为,片麻状构造不是区域变质就是动力变质运动的结果。但皮切尔等通过多内加尔地区1:10万甚至1:2000~1:1000的地质填图,说明叶理是粥状岩浆在定位过程中“前浪推后浪”的挤压所造成的面状构造;而线理则是在挤压过程中伴有相对运动的线状构造。更为重要的是,皮切尔等认为叶理和线理的分布特点反映了岩浆侵入活动的方式:底辟侵入体,其叶理呈圆形并围绕岩体分布;楔形侵入的岩体,其叶理稳定,沿一定方向分布;被侵入的岩体,其叶理不发育[1]。由此可见,结构构造的研究,对于解决岩体(岩带)的形成机理和分布规律问题是大有用处的。 4. 花岗岩形成的物理化学条件研究工作多,区域地质条件研究工作少 应用各种同位素地球化学方法去研究花岗岩的起源和成因问题可谓热闹一时,而且迄今未衰。从已经发表的各种花岗岩成因分类意见或方案来看,其论据多半是矿物学、岩石学、岩石化学、地球化学、同位素地球化学等方面的资料,而有关花岗岩形成的地质环境(即区域地质条件)方面的资料则显得十分不足。因此,这些意见和方案一旦和具体的地质环境(即区域地质条件)结合起来,往往就露出破绽,站不住脚。例如,在吴川--四会断裂带的阳春地段,有两类花岗岩紧密地共生在一起。但两者在矿物学、岩石化学、地球化学、同位素地球化学等待征方面,都差别很大,如果仅仅依据这些岩矿地化资料,人们可以毫不犹豫地将它们两者分别列为壳源重熔型(即S型)花岗岩和幔源分异型花岗岩或I型花岗岩②。可是,如果仔细考察一下这两类花岗岩的形成时代和地质环境,则这种看法就难于成立。因为,第一,这两类花岗岩的形成时代几乎是相同的。第二,这两类花岗岩是紧密地共生在一起的,在同一时期、同一地点出现两种截然不同的地质环境,从现有的地质资料看来是难于想象的。第三,从区域地质看,这两类岩体的形成时期,基性--超基性岩浆活动极少见,其西南方向约20km的双井虽有辉石岩的分布,但它可能是变质成因的。因此,如果说在这两类岩体形成的时候,该地区曾有过下部地壳或上地幔的岩浆侵入活动,这就和整个区域的地质环境不协调。因此,那些被列为幔源分异型或I型的岩体,其物质来源只能是已存在于上部地壳里的古老的幔源型或I型花岗岩,从而它的成因类型仍然是壳源重熔型。由此可见,单靠岩矿物化和同位素资料来判断花岗岩的起源和成因是不能彻底解决问题的。 5.套用国外现成公式的研究工作多,建立有本国特色的理论的研究工作少 目前我国的花岗岩研究工作,给人一个总的印象是:根据国外某些现成的理论或公式,采集一些标本和样品,做些鉴定、分析、测试工作,获得一些数据和资料,然后运用这些理论或公式,对它们进行演算、分析、综合、类比,得出和前人大致相同的结论。这种研究工作,说好听一点是给别人的理论增添论据,锦上添花,说难听一点则是跟在别人的屁股后面爬行。 为什么我们的花岗岩研究工作不能有大的突破或创新呢?原因当然是多方面的,但其中有一条不能不说是最主要的和根本的原因,就是缺乏野外地质工作做基础。事实胜于雄辩,这里举一个实例加以说明。据洪大卫等同志报道[1、2],以皮切尔为首的一批英国地质学家,正在形成一个有影响的花岗岩研究工作的学派。他们以苏格兰和北爱尔兰加里东地块为基地,以传统的地质填图和野外观察为基础,正在形成一套行之有效的花岗岩工作方法,并已取得一个又一个有国际意义的理论成果。诸如,关于花岗岩岩浆的多次形成和侵入;关于花岗岩岩基(岩带)的形成机理和定位方式;关于花岗岩岩体的构造是岩浆内部运动的产物;关于岩基的划分及其填图方法;关于花岗岩成因和地质环境的关系,等等。这套工作方法和理论使花岗岩研究走上了更全面、更为扎实的轨道,面貌为之一新。这些成果是怎样取得的呢?一句话,是通过长期的野外地质工作取得的。洪大卫等同志报道说:“多内加尔和苏格兰地区的基础地质工作做得深入细致,基本资料牢靠扎实。这是近200年来几代英国地质学者注意基础地质研究,反复观察、反复认识、不断提高的结果。多内加尔地区从1882年开始进行区域地质填图,19世纪末己完成1:10万地质填图。在此基础上,从1947年起.在吕德的指导下,以皮切尔为首的地质学者又相继进行了20年的研究。他们以1:5万地质填图为基础。在关键地段甚至填1:1000~1:2000地质图。在60年代末,才由皮切尔集其大成,总结出多内加尔花岗岩带中各种形式的定位机制,在国际上获得极高评价。即使做了上述如此详细的工作,多内加尔花岗岩的研究仍未结束,至今尚在进行。他们试图根据流变学的理论,提出一个总体模式,来概括各种不同形式的定位机制同区域地质构造的时空关系。 以上5点,概括起来就是一句话:我们忽视了花岗岩研究的野外地质工作。我们几乎忘记了40多年前英国著名的花岗岩专家吕德的告诚:“花岗岩问题基本上是一个野外地质问题——它主要不是岩相学、矿物学、物理化学或其他任何从属的学科的问题”。“花岗岩是一个大东西,并不是几块标本”[2]。没有野外地质工作为基础,任何有价值的理论是建立不起来的。 二、当前我国花岗岩研究的一些问题 如上所述,由于忽视野外地质工作,当前我国花岗岩研究工作中,常常不免要犯下下列毛病: 1. 瞎子摸象 这在花岗岩体的时代鉴定方面最为常见。例如,南岭地区许多花岗岩体、岩带,在没有进行1:5万或更大比例尺地质填图之前,其时代多半是靠岩性对比或几个同位素地质年龄来确定,由于这些岩体、岩带绝大多数都是花岗岩多期多次活动的产物,因此这些岩性对比或地质年龄往往只能代表岩体、岩带某一期或某一次活动的时代,而不是整个岩体或岩带的时代。只有通过1:5万或更大比例尺的岩体地质填图,它们的时代才能得到正确的划分与确定。例如,诸广山岩带通过1:5万地质填图,不但圈出了加里东期、海西期、印支期和燕山各期岩体的分布范围;而且结合岩石化学、微量元素、同位素地质、稀土元素等方面的研究,初步查明了各期岩体在时空上的演化关系。又如粤东沿海的河田岩体,通过1:5万地质填图,不但查明了它是燕山晚期两次岩浆活动的产物,而且结合岩体构造调查,确定了其中的片麻状花岗岩是第一次岩浆活动的同构造产物,而块状花岗岩则是第二次岩浆活动的结果。 2 生搬硬套 这在大地构造的研究方面最为常见。例如,粤东莲花山断裂带及其以南的沿海一带,广泛分布着与斑岩钨锡矿有关的所谓I型花岗岩。有人套用板块构造学说,认为是板块俯冲带的产物。但根据区域地质分析,则无论加里东期、印支期或燕山期,都未发现任何野外地质证据足以证实这个论断,因此,这些花岗岩目前只能笼统地被认为是断裂带的产物,其大地构造归属尚有待于进一步的研究。不过,这里就出现一个问题:对于一个地区的大地构造性质,不同观点的人往往有不同的意见,究竟谁是谁非?笔者认为,观点可以不同,但对于基本事实的认识则必须统一。事实上,组成粤东地区泥盆系碎屑岩层的粒度向南海方向是越来越粗大的。这就意味着必须承认在晚古生代之初,那里存在一个隆起区,作为泥盆纪碎屑沉积物的来源。换言之,长期有争议的华夏古陆是存在过的。近年来,西沙永兴岛一个钻孔岩芯的Rb-Sr年龄分别为1627Ma和1465Ma。台湾大南澳变质杂岩的锆石年龄为1000~1700Ma,其中花岗岩和副片麻岩的Sm-Nd年龄为506~637Ma。所有这些资料,都充分说明南海地台(包括华夏古陆)的存在。因此,在加里东期,粤东沿海不可能有什么板块俯冲带的。至于燕山期,因为作为板块俯冲带的标志,诸如蛇绿岩套、混杂沉积、双变质带、蓝闪片岩等等,迄今均无发现,所以亦无法推断有俯冲带的存在。 3.避重就轻 区域地质研究工作是比较繁重的。起码要测制地质剖面和地质图。在露头不好的地方还要披荆斩棘,将新鲜露头揭露出来。这比起就别人已经发现的露头,打几块标本或采几个样品,经过鉴定、分析、测试,取得一些数据资料,套用现成公式,大做其文章,自然辛苦和麻烦得多。可是,后面这种靖蜒点水式的工作,往往不但解决不了问题,而且还会引起无穷的争论和浪费。例如,关于大容山--十万大山花岗岩带的时代问题,由于多数研究者没有很好去结合区域地质条件进行考虑,各家的意见便争论不休,虽然不断做了许多同位素年龄的测试工作,但意见仍未统一。印支派认为:这个岩带的同位素年龄,以三叠纪的占大多数,所以它应是印支运动的产物。海西派则结合早二叠世末的钦廉运动,并与东南亚(特别是马来西亚半岛)海西期花岗岩的广泛发育作对比,认为大容山花岗岩是海西运动(钦廉运动)的产物,而十万大山花岗斑岩则是印支运动的结果[4]。还有一些人对于钦廉运动熟视无睹,采取折衷态度,认为将这个岩带列为海西--印支运动的产物较为保险。总之,关于花岗岩的时代问题,应以区域地质条件为主要依据,以同位素年龄为参考;在这个问题上是不能避重就轻的。 4.自我陶醉 科学研究贵在创新。就目前南岭花岗岩的研究现状来说,如前所述,多半仍停留在依样画葫芦(即套用现成公式或理论)阶段。总的来说是基础工作(特别是野外地质工作)做得不够,实际资料的积累还不系统、不全面,大都满足于对个别岩体鉴定几块标本和测出几个数据,便套用现成公式或理论,写成表面文章。问题在于有些人竟沾沾自喜地认为这样做已达到世界水平。这种自我陶醉的心态不能使科学研究有所突破、有所创新和有所前进,因此,在科学研究中是极其有害的。上面已经说过,套用别人的现成公式和理论所得的结果,只能是给这些理论增添一些论据,锦上添花而巳;而对于自己,则改变不了跟在别人的屁股后面爬行的状况。如果不及早跨过这个学习阶段,就永远不能创新,这还有什么水平可言?自我陶醉实质上是自欺欺人。但欺人是欺不成的,因为别人的头脑不会如此糊涂,自欺倒是真的,因为这将使我们在科学研究上永远不会有进步和收获。 三、建立野外研究基地,加强野外地质工作 针对上述情况,南岭花岗岩今后的研究重点,似应放在下列几个方面:(1)岩体的结构构造;(2)花岗岩形成的区域地质条件;(3)花岗岩的形成方式和定位机制;(4)花岗岩的物质来源及其演化历程。为此,要选择有利地区,建立野外研究基地,进行长期的、深入细致的野外地质观察和调查研究工作。这样才有可能有所突破,创立具有中国特色的花岗岩理论。任何蜻蜓点水式或走马观花式的工作,都是不可取的。就广东省而言,可选区择云开大山作为研究试验基地。因为那里的花岗质岩石种类繁多、关系复杂,与花岗岩石有关的矿产如 W、Sn、Au、Ag、Nb、Ta等又屡有发现,而且有越来越重要的趋势,就花岗质岩石而言,其中的混合岩有成于区域变质的,有成于断裂变质的,还有成子边缘混合的。花岗岩有原地、半原地的,有侵入的,还有高位置的,花岗岩的结构构造也很复杂,用传统的方法去分类,有成于混合岩化的,有成于同构造侵入的,还有成于动力变质的。至于花岗岩的岩源类型,各时代似乎都有S型和I型两类花岗岩同时并存的现象。总之,从现有资料看来,在这样一个面积不算大的地区,花岗质岩石的种类、类型、构造和成因如此繁多,如此复杂,实属少见。这无疑是云开大山地区区域地质极其复杂的一种反映。如果这些复杂问题一旦获得解决,则不但对于广东,甚至对于整个南岭地区的大地构造性质和归属问题的解决,将会提供许多有力的论据;而且,云开大山地区的Au、Ag、W、Sn、Nb、Ta等矿产的成矿作用和分布规律问题,也有可能迎刃而解。我们常说普查找矿的基本任务,是研究和解决有关的地质问题,其理由就在于此。所谓地质找矿,也就是通过研究和解决有关地质问题,指出找矿方向和预测矿床所在。 参 考 文 献 [1] 洪大卫.吴良士,1986,花岗岩的定位机制和研究方法—赴英考察报告.国外花岗岩类地质与矿产,第3期. ②宜昌地矿所,1985,广东阳春地区两类花岗岩对比及成因探讨。 本文1991年12月收到,1992年1月改回,赵汝旋编辑 注:莫柱孙,广东省新会县人,1916~2001,1939年毕业于中山大学地质系,留美硕士,省地矿局总工,省政协委员、常委,从事地质工作60余年,著作和论文很多,翻译或校正的译文数量更多,见于图书资料的主要有: 1.莫柱孙.江西敖城煤田地质.地质论评,1942,
第七卷. (摘自:中国地质调查局花岗岩地质研究室.《一代宗师 科学楷模—缅怀莫柱孙先生在花岗岩地质学研究领域的主要业绩》一文) |