大陆边缘弧

2025-02-25 03:01:45

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回答1：

1.总体特征

大陆边缘弧（活动大陆边缘）的岩石组合与岛弧地区有许多相似之处，但也有差别。活动大陆边缘会聚的两板块为大洋及大陆，大洋岩石圈俯冲于大陆板块之下。最典型的地区是美洲西海岸南美安第斯地区。火山弧发育于沿太平洋西海岸自三叠纪上隆的前寒武纪和古生代的基底之上。火山岩中英安岩、流纹岩的数量多于岛弧区，而且火山碎屑岩的比例更为增多，同时伴随有大陆板块地壳的加厚。火山岩的系列不仅包括低钾、中钾钙碱性系列，还出现高钾钙碱性及钾玄岩系列。海沟与火山弧的距离绝大多数为150～600km，个别大于600km。另一个重要特点是钙碱性火山岩和侵入岩的密切共生。平行于大陆边缘的深成杂岩分布广泛，在安第斯地区侵入岩的体积为火山岩的10倍，多数人认为火山岩与侵入岩有成因联系，尽管前者是以中性岩为主，而后者以中酸性岩为主。与俯冲相关的岩浆作用是大陆板块地壳生长的主要机制，无论是横向或垂向的增生都使陆壳增添了中性岩石的组分。此外，活动陆缘弧火山常常因沿俯冲带大陆一侧基底特征不均一造成了这类弧火山具有分块（段）特征，彼此之间有一定差异。例如安第斯山就可划分出北、中、南3个火山弧块体，它们的地震带倾角、地震带深度、地壳抬升高度、地壳基底的年龄以及火山岩组合与地球化学都有一定差异。

2.岩浆岩组合

1）火山岩的组合：活动陆缘火山岩以钙碱性系列为主，其中安山岩（含玄武安山岩）的数量最多，与岛弧火山岩相比，英安岩、流纹岩及同成分的酸性火山碎屑岩的数量也显著增多。这表明陆缘弧火山岩较岛弧火山岩岩浆活动中地壳组分参与的比例增多。从化学成分上看，活动陆缘火山岩多数为中钾和高钾钙碱性系列，也可以出现钾玄岩系列，而低钾钙碱性系列很少见，这是与岛弧火山岩的不同之处。活动陆缘火山岩的玄武岩及安山岩Al₂O₃含量高，一般＞16%，相应的岩石中斜长石，特别是斑晶斜长石含量多，可出现正环带、韵律环带或反环带。斑晶中的铁镁矿物除普通辉石外，还可以出现少量紫苏辉石。此外，角闪石、黑云母常见，基质中磁铁矿体积分数高，个别可达10%。上述岩相学特点表明钙碱性系列火山岩的岩浆房含H₂O，且具有高的氧逸度（f_O2），而且部位比较浅，表明钙碱性火山岩浆的分异作用及岩浆混合作用多发生在浅部岩浆房。

2）侵入岩组合：大陆边缘侵入岩的数量远远多于岛弧区，这是与大陆边缘俯冲造山以及以后的上隆及剥蚀作用相关的，由于岩基规模极大，成分从基性、中酸性至酸性都有出露。化学成分与火山岩相当，也属钙碱性系列。以南美秘鲁的海岸岩基为例，辉长岩及闪长岩占出露体积占16%，英云闪长岩及花岗闪长岩占58%，石英二长岩占25.5%，花岗岩占0.5%。从上述岩石出露的体积来看，应用“花岗岩岩基”来描述其成分并不十分恰当，实际上侵入岩的整体成分也以中性—中酸性为主，与火山岩相当。侵入岩岩基也具有沿大陆边缘的分带或分块性，它们各自的岩性组合、侵位的时间、岩基内间歇性侵位的时间间隔以及地球化学特征都有一些区别，也与下伏基底岩石的不均一性，与俯冲带的距离以及其他的构造条件有关。如此巨大的岩基（往往是数百、数千平方千米，厚度可达10km以上）在上侵占位时常与深的巨大薄弱带发育及同时伴有边缘盆地的张开有关。大陆边缘的火山岩与侵入岩关系密切，常常交替出现，高位（深度浅）的深成岩浆顶板的抬升往往与火山口的下沉相伴随，而且在构造条件适合时，二者相互连通使得侵入岩成为火山岩的根部。

3.沉积岩组合

活动大陆边缘区无弧后盆地发育，一般发育前陆盆地及地堑型弧内盆地，常为碎屑岩或凝灰物质充填，或形成火山-沉积盆地。有些前陆盆地为磨拉石型，也有一些为三角洲、湖泊及河流相沉积。

4.变质岩组合

大陆边缘因俯冲作用的发生也可以出现与岛弧地区相类似的双变质带，美国西海岸旧金山附近的弗兰西斯科平行海岸线的高压低温变质带属于这种类型。自西向东依次为浊沸石带、绿纤石带、硬柱石和硬玉质辉石带。附近的绿纤石带为含绿纤石的绿片岩，部分含有蓝闪石。该带的北东方向为以花岗质岩石为主的高温低压变质带。大陆边缘带除了大陆地壳形成水平方面的增生外，由于俯冲带岩浆的上侵，部分岩浆滞留于大陆地壳底部发生底侵（底垫）作用，导致大陆地壳的垂向增生、陆壳加厚及地温增高，并诱发区域的变质作用。下地壳麻粒岩相岩石的形成与上述地壳加厚、地壳负荷增大以及在此期间的加热作用关系密切。

大陆边缘带的褶皱和逆冲作用也比较普遍，因此与之相伴随的韧性剪切带以及动力变质作用也较为常见。

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