首先,我并不认为,下部地壳显著的不平衡熔融发生在犷物的颗粒规模上,或者地慢和下部地壳分离后两者之间的同位素平衡程度是明显的。前者的理由如下: 1.当温度低于部分熔融所需要的温度时,矿物的Rb-Sr同位素体系的再分配并未显著打乱全岩的同位素体系(如Pankhurst等,1973)。
2.花岗质岩石的熔融是一种缓慢的过程,以致于同其它岩石体系相比,花岗质熔体和残余体之间要维持不平衡现象,从直觉上看来以乎很不可能。
3.实验测定黑哩岩中Sr的扩散特性表明,在深熔作用时,同位素平衡很可能只出现在几厘米的范围内(Magaritz和Hofmann, 1978)。
4.初步实验证据表明:“放射性生成”的’'Sr的扩散(超过矿物拉径距离)并不比初始Sr(普通Sr)在各个矿物内的扩散快多少(参见Giletti, 1974)。
5.在捕虏体—粗晶—熔体体系内,Sr和Rb同位素不平衡提供不了多少有关源区条件的信息,因为这些包体可能是异源的,而且可能只在短时间内存在于熔体中。 根据玄武岩玻璃内Sr扩散的测定(Hofmann, 1975),我们知道,由于长期的和大规模的化学不均匀性所产生的同位素不均一性,将不会由于玄武岩液体内的扩散而均一化。因此,通常较冷的下部地壳不可能通过液态(更不用说固态了)扩散而与上地慢达到平衡。在这种非孔隙性岩石中,大规模的交代迁移只能通过裂隙来完成。然而,从下部地壳深处抬升上来的岩石中,并不存在由裂隙控制的大规模交代作用的证据。最后,来源于地慢和/或下部地壳的岩泉及捕虏体,其同位素组成无论在总体上或在各个元素组内往往不同。因此,提出大规模的(区域性的)平衡是与主要同位素变化的实验证据相矛盾的。
很遗憾,尽管下部地壳和地慢分离了,但对下部地壳以及在某些方面还有地慢的同位素信息却还It有完全确定。下部地壳在化学成份上几乎肯定具有区域规模的变化,因为它的增大完全可能既从侧向生一长,也从下面垂向生长(underplating),同时还可能包活复杂的逆冲乍用。推测正是这个地方出现更多的部分溶融和高级变质作用,并被来自地慢的火戎杂岩体所侵入。高级(麻拉岩相)片麻岩体似乎以U和Rb的极度亏损为待点,这神亏损与麻拉岩变质作用同时发生(Jacobsen相Wasserburg, 1978; Hamilton等,1979)。这仲片麻岩可能是下部池尧沟代表(Tarney和Windley, 1977),但地震iE据表明,下部地壳存在区域性灼差异,如果出现类以连续的地壳增长,那么下部陆壳除了成为极不相容元素的萃取场所外,还必然遭受来自地慢的“富”含亲石大离子的岩浆作用(Moorbath, 1977)。因此,一可以预抖,‘F部地壳的同泣素组成是极不相同的。仅麻拉岩类的资料就表明了这一点。如挪威北部的太古代混合岩类,在长时间具高U/Pb和Rb/S,比值之后,经历了麻粒岩相变质作用,伴随着U和Rb的亏损(Jacobsen和Wasserburg, 1978),所以,这些麻粒岩类的溶融应当产生具有较高放射性成因Sr的岩浆。与此同时,馨个来说,我赞成大部分下部地壳的$7Sr/83Sr比值应比上部地壳的要低。没有理由假定,我认为也是不可能,仅仅靠下部地壳的熔融会始终产生具低,-Sr/SBSr初始比值(0.707)的岩浆。
存在着有力的论据表明,地壳特别是变沉积物卷入到
黄金麻花岗岩的形成中。可以预料,“富泥质沉积物”的岩7 V0-100I具有高37Sr/-"Sr (>0.707)比值,标准矿物中有刚玉,某些大型花岗质岩体即具有这些特征(如Sheppard, 1977)。然而,也有大量的具低 8"Sr/-"Sr比值(0.704 )和低夕$O (7.0%o)的黄金麻花岗岩类岩石,它们有时也出现在当作“富沉积物”岩浆的同一个岩基内(Taylor和Silser, 1978)。很可能这些黄金麻花岗岩类岩石含有大量的慢源组分,理由如下。
I.在.单个花岗质杂岩体内,如Boulder岩基(Doe等,1968)和苏格兰南部杂岩体内 (Halliday等,1980),随时间的演进”Sr/''S:比值有增高的趋势,这表明岩浆有不同的来源,从而几乎肯定表明从不同物质派生出来的熔体(和残留体)的混合。因此,熔融是短时间内在相当深的范围内发生的。同样,在苏格兰的Strontian杂岩沐中,较早期的英云闪长岩及其基性捕虏体很本不含斌存在错石中的微iR, Pb同位素(Pidgeon和Af talion, 1978),而较晚期的主体黄金麻花岗岩却有显y_}zL勺继承组份(Halliday等, 1979)。我认为对这种现象最有可能的解释是,熔融开始是发生在前寒武纪地壳深部之下,继英云闪长岩—花岗闪长岩侵入之后,熔融面上升,产生地壳岩石的酸性熔体。
2.未必能期望由下部地壳熔融而获得低37Sr/ 3PSr初始比值(0.707)。 3.某些大陆中性熔岩(Noble等,1975)以及与黄金麻花岗岩类岩石共生的煌斑岩(Bach- inski和Scott, 1979),具有很高的不相容元素(Sr, Ba)和相容元素(Ni, Cu, Co)以及MgO含量,说明超基性源岩在其成因中起了作用。
4.大陆地壳有随时间增长的良好证据(如G.C.B.所指出),而这种增长要求有(假若地球是分异的)来自地慢的“花岗质分馏物”的运移。
5.残留错石的同位素系统是许多变量的函数,如原始残留错石的同位素性质,在局部熔融和其它扰动时Pb的丢失量,相对老浩石而言的新错石中U的模式丰度和浓度。因此,难以使用错石系统作为地壳倦入程度的可靠标志。
我认为,依据所涉及的地慢和地壳的数量,我是介于其他两位作者之间的中间派。依我看来,各个深成岩体在这方面都各有不同,就更不用说一般的岩基和黄金麻花岗岩类了。 B.E.L.:我认为三位作者之间的观点分歧并不是很大,在这方面,我同意来自地很的岩浆是导致黄金麻花岗岩浆作用的一种途径,一个岩基越是富英云闪长质的和基性的,慢源岩浆的组份也就越有可能倦入,我们三人还都同意大陆壳可以而且确实提供了一些必要的SiO:物质。以石英二长岩或真正的黄金麻花岗岩为主并具有均一的低a7SrP'Sr初始比值的岩基,或许会揭示出下伏在深部的结晶分异的残余体,这种残余体靠近更富英云闪长质的岩石,具有不大均一的.'Sr/B'Sr比值。另外,如果所涉及的是来源于地壳和地慢混合物,那么,这种均一性就使人迷惑不解了。