[huā gǎng yán]  

花崗巖

編輯 鎖定 討論999
花崗巖屬于酸性(SiO2>66%)巖漿巖中的侵入巖,這是此類(lèi)中最常見(jiàn)的一種巖石,多為淺肉紅色、淺灰色、灰白色等。中粗粒、細(xì)粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。也有一些為斑雜構(gòu)造球狀構(gòu)造、似片麻狀構(gòu)造等。主要礦物為石英、鉀長(zhǎng)石和酸性斜長(zhǎng)石,次要礦物則為黑云母、角閃石,有時(shí)還有少量輝石。副礦物種類(lèi)很多,常見(jiàn)的有磁鐵礦,榍石,鋯石、磷灰石、電氣石,螢石等。石英含量是各種巖漿巖中最多的,其含量可從20—50%,少數(shù)可達(dá)50—60%。鉀長(zhǎng)石的含量一般比斜長(zhǎng)石多,兩者的含量比例關(guān)系常常是鉀長(zhǎng)石占長(zhǎng)石總量的三分之二,斜長(zhǎng)石占三分之一,鉀長(zhǎng)石在花崗巖中多呈淺肉紅色,也有灰白、灰色的。灰白色的鉀長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石在手標(biāo)本上往往不易區(qū)分。這時(shí)我們要仔細(xì)觀(guān)察這兩種長(zhǎng)石的雙晶特征,因?yàn)樾遍L(zhǎng)石具聚片雙晶,轉(zhuǎn)動(dòng)手標(biāo)本時(shí)可見(jiàn)到斜長(zhǎng)石晶體上有規(guī)則的明暗相間的聚片,而鉀長(zhǎng)石為卡式雙晶,表現(xiàn)為明亮程度不同的兩半晶體。
花崗巖還可以根據(jù)暗色礦物種類(lèi)進(jìn)一步命名,如暗色礦物主要是黑云母,可稱(chēng)為黑云母花崗巖,這是常見(jiàn)的一種花崗巖。如為黑云母和白云母,其含量接近相等,可稱(chēng)為二云母花崗巖,如果暗色礦物以角閃石為主,則稱(chēng)為角閃花崗巖,如果暗色礦物以輝石為主,則稱(chēng)為輝石花崗巖,幾乎不含暗色礦物的則可稱(chēng)為白崗巖。 [1] 
還原
放大
縮小
中文名
花崗巖
外文名
Granite
學(xué)    科
巖石學(xué)
巖石類(lèi)別
酸性侵入巖
SiO2含量
>66%

花崗巖分類(lèi)

編輯
最初由H.H.Read在1933年提出的“有各種各樣花崗巖”的名言,事實(shí)上,提出的花崗巖分類(lèi)方案至少有20種(見(jiàn)Barbarin,1990、1999年的總結(jié);以及Frost等人2001年對(duì)較常用的分類(lèi)方法所作的評(píng)論)。最普遍的分類(lèi)方案是地球化學(xué)和/或稱(chēng)成因字母分類(lèi)方案,例如將花崗巖分為S型、I型、M型、A
花崗質(zhì)巖石的模式分類(lèi)(Streckeisen,1976) 花崗質(zhì)巖石的模式分類(lèi)(Streckeisen,1976)
型和C型等(S型為由沉積巖改造而成的花崗巖;I型為巖漿起源;M型為地幔來(lái)源;A型為無(wú)水花崗巖;C代表紫蘇花崗巖);或者分為鈣堿性、堿性、過(guò)堿性、過(guò)鋁和鋁質(zhì)花崗巖等;或者根據(jù)構(gòu)造背景分為“造山”花崗巖(大洋和大陸火山弧;大陸碰撞帶),“后造山”花崗巖(造山期后的隆起或塌陷區(qū)),以及非“造山”花崗巖(大陸裂谷、熱點(diǎn)、洋中脊、大洋島)等。 [2] 

花崗巖來(lái)源

編輯
作為大陸的標(biāo)志性巖石,花崗巖構(gòu)成大陸上部地殼的基礎(chǔ),且花崗巖的形成過(guò)程通常與大陸的構(gòu)造作用、變質(zhì)作用和成礦作用密切相關(guān)。從地質(zhì)科學(xué)尚處于搖籃階段的18世紀(jì)起,花崗巖成因問(wèn)題就是眾多爭(zhēng)論的主題。有關(guān)花崗巖成因的論戰(zhàn),可見(jiàn)Gilluly(1948)、Pitcher(1993)和Young(2003)等人的論著,在此不一一列舉。需要提到的是,自板塊構(gòu)造理論在20世紀(jì)60年代問(wèn)世以來(lái),有關(guān)花崗巖成因的諸多解釋?zhuān)急恢糜诎鍓K的理論框架中去重新認(rèn)識(shí)。在許多情況下,認(rèn)識(shí)似乎趨向一致,但實(shí)際爭(zhēng)論仍在繼續(xù)。
鮑文(Bowen)(1914,1922,1948)的玄武巖漿結(jié)晶分異理論的誤區(qū),是將礦物結(jié)晶順序與巖漿巖從基性到酸性的巖石序列相結(jié)合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,玄武巖漿的結(jié)晶分異最終只能產(chǎn)生很少量的殘余花崗質(zhì)熔體,這與野外存在眾多花崗巖的事實(shí)明顯沖突(Holmes,1926;Read,1957)。礦物反應(yīng)系列實(shí)際可以應(yīng)用到不同組分的巖漿系統(tǒng)。換言之,從巖漿系統(tǒng)中最初晶出的不一定是基性巖,而最后形成的也未必就是長(zhǎng)英質(zhì)(酸性)巖石,因?yàn)閺娜垠w中結(jié)晶的巖石的性質(zhì),取決于熔體的組分而非礦物結(jié)晶的順序(Kennedy,1933)。Walton(1960)就曾對(duì)Bowen的認(rèn)識(shí)做過(guò)如下的評(píng)論:“鮑文的化學(xué)理論或?qū)⒃摾碚搼?yīng)用于玄武質(zhì)巖漿的分離作用并沒(méi)有任何錯(cuò)誤,這依然是巖石學(xué)的一個(gè)基本原理。但是,火成論僵硬地束縛一個(gè)單獨(dú)的模式上,認(rèn)為大多數(shù)火成巖的演化都是玄武巖漿入侵地殼冷卻、結(jié)晶和分離之故,那就有點(diǎn)臆測(cè)了。同樣的化學(xué)理論可以應(yīng)用于其他模式”
20世紀(jì)40年代(Gilluly,1948)以H.H.Read為代表的“變成論”者和以N.L.Bowen為代表的“巖漿論’’者之間的爭(zhēng)論,隨著其后越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)同花崗巖的巖漿起源而結(jié)束。然而,組成花崗巖體的巖漿來(lái)自何方?用Bowen的話(huà)表示:Whence the granites?(花崗巖從何而來(lái)?)
對(duì)于這一問(wèn)題,壓倒性的認(rèn)識(shí)是:花崗巖由地殼中各種不同成分的巖石部分熔融固而形成。這一觀(guān)點(diǎn)揉合了早期關(guān)于花崗巖起源的兩種不同認(rèn)識(shí):即巖漿論(認(rèn)為花崗巖來(lái)自巖漿的結(jié)晶)和變成論(認(rèn)為花崗巖是富硅鋁的沉積巖在干或含水條件下經(jīng)花崗巖化作用改造而成)。提出花崗巖是地殼巖石經(jīng)超變質(zhì)(深熔作用)的結(jié)果,這對(duì)研究地殼的起源和化學(xué)分異作用等具有重要意義,因?yàn)樗鼈兣c特定時(shí)期內(nèi)地殼的熱狀態(tài)和原巖的成分有關(guān),包括可以產(chǎn)生多少花崗巖漿、花崗巖形成時(shí)的溫度和水的數(shù)量和來(lái)源、構(gòu)造背景和板塊作用過(guò)程等等。 [2] 

花崗巖研究歷史

編輯
人們要想恰當(dāng)?shù)乩斫馑^“花崗巖問(wèn)題”,首先要搞清楚地質(zhì)學(xué)家是如何獲得形成現(xiàn)行學(xué)說(shuō)結(jié)論的。因而有必要系統(tǒng)地闡述一下一個(gè)世紀(jì)以來(lái)或更久的觀(guān)念的知識(shí)。從這些敘述可以看出,在最近二、三十年里發(fā)展起來(lái)的許多“新概念”正是過(guò)去100年或
150年一直在探討和爭(zhēng)論的題目。
在二十世紀(jì)三十年代,地質(zhì)學(xué)家們就在哪些花崗巖是巖漿形成的,哪些是變質(zhì)形成的或交代形成的這個(gè)問(wèn)題上進(jìn)行著激烈地爭(zhēng)論。這一爭(zhēng)端早在水戍論時(shí)代就已開(kāi)始,直至十九世紀(jì)中葉,還糾纏于花崗巖是由水溶液中沉積形成的觀(guān)念上。盡管自赫頓(Hutton)起,就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到變質(zhì)作用過(guò)程(萊伊爾提出的術(shù)語(yǔ)),雖然對(duì)其性質(zhì)還不夠十分了解。甚至在使用顯微鏡以前,關(guān)于花崗巖是變質(zhì)形成的問(wèn)題就已經(jīng)寫(xiě)了很多。赫頓本人則極力地提倡巖漿成因的觀(guān)點(diǎn)。據(jù)赫頓意見(jiàn),花崗巖不整合侵入層狀巖石的特點(diǎn)、粗粒結(jié)晶組構(gòu)和斜交巖層的花崗巖脈,都被認(rèn)為是花崗巖由“地下熔漿(subterranean lava)”結(jié)晶形成的證據(jù),地下熔漿后來(lái)稱(chēng)之為“巖漿”。
關(guān)于“巖漿”習(xí)性方面,如果不假定有水的存在,那么就會(huì)有許多情況不能夠很好地解釋?zhuān)@一點(diǎn)早巳受到重視。在花崗巖的情況里尤為重要,因此這里有必要事先敘述一下十多年前復(fù)興起來(lái)的一個(gè)問(wèn)題。斯帕蘭茨尼(Spllanzani,1794)可能是最先認(rèn)識(shí)到水必須在熔融態(tài)巖石中出現(xiàn)的成因意義。其后,施科勞普(Scorp,1825)曾探討過(guò)水在熔巖當(dāng)中的賦存意義,而舍雷爾(Scheerer,1862)則更明確地把水的存在跟花崗巖巖漿聯(lián)系在一起了。
此外,邦森(Bunsen,1861)也討論過(guò)花崗巖的地質(zhì)學(xué)問(wèn)題,特別是討論了花崗巖的成因問(wèn)題。當(dāng)時(shí),已知在熔融狀態(tài)下石英的結(jié)晶溫度高于正長(zhǎng)石,而且比云母的結(jié)晶溫度高更多。“反火戍論者”不承認(rèn)花崗巖是由巖漿形成的,并堅(jiān)認(rèn)如果花崗巖確實(shí)是由巖漿形成的話(huà),那么在花崗巖當(dāng)中這些礦物的結(jié)晶順序應(yīng)該是石英一正長(zhǎng)石一云母。眾所周知,實(shí)際結(jié)晶順序正恰恰相反。因此證明花崗巖不可能是火成的。邦森認(rèn)為,一個(gè)曠物熔點(diǎn)與在另一情況下曠物從其溶液中結(jié)晶的溫度是不一樣的。另一方面,在進(jìn)一步討論中,他對(duì)一些化學(xué)組分在水溶液中的行為進(jìn)行了對(duì)比工作。
關(guān)于花崗巖化(酸性物質(zhì)的遷移)的概念要追溯到1836年萊伊爾的時(shí)代。在當(dāng)時(shí)有關(guān)花崗巖戍因問(wèn)題的爭(zhēng)改可以針對(duì)奧斯陸地區(qū)的情況來(lái)說(shuō)明。利奧波德·馮·布赫(Leopold.Von.Buch)在十九世紀(jì)初期對(duì)該地區(qū)進(jìn)行過(guò)調(diào)查,而查理斯·萊伊爾1837年在凱爾霍(B.M,Keilhau)的指導(dǎo)下也對(duì)這一地區(qū)進(jìn)行了調(diào)查。關(guān)于這些調(diào)查霍耳蒂達(dá)赫(HoltedahI,1963)做過(guò)充分地評(píng)論。據(jù)這一記載,馮·布赫(魏爾納的學(xué)生)相信這個(gè)地區(qū)的大多數(shù)花崗巖與玄武巖和其它“暗色”巖一般所表現(xiàn)的形式一樣,覆蓋在含化石的建造之上,而德拉明花崗巖(Drammen granite)則比石灰?guī)r老,伏于灰?guī)r之下。可是萊伊爾非常懷疑這些解釋?zhuān)J(rèn)為,有的地方花崗巖可以斜覆在沉積巖上,但這是一個(gè)次要特征,普遍地是花崗巖延伸出脈體貫入到相鄰的地層中,并使灰?guī)r變成大理巖,使頁(yè)巖變?yōu)樵颇钙瑤r。實(shí)質(zhì)上,他采納了赫頓的關(guān)于深成活動(dòng)的概念;熔融物質(zhì)猛烈地侵入到較老的建造中并使上覆巖體產(chǎn)生逆沖作用。然而,凱爾霍不接受這些觀(guān)念,他不理解在原先曾為噴發(fā)巖所占據(jù)的地方,如何能會(huì)有如此巨大的空間為浸入到其中的侵人體開(kāi)放。早往1838年,凱爾霍可能是首先重視到關(guān)于火成巖體侵位的“空間問(wèn)題”的人。
凱爾霍提出了他的“變成作用”(transmutations)學(xué)說(shuō)來(lái)代替上述觀(guān)念。這一論點(diǎn)的看法是:早期巖體為一個(gè)緩慢而穩(wěn)定的過(guò)程改造成為花崗巖和正長(zhǎng)巖。凱爾霍將這一過(guò)程稱(chēng)之為“造花崗巖作用”(granitification)。他并聲稱(chēng)找到過(guò)一個(gè)由沉積巖轉(zhuǎn)變?yōu)榛◢弾r的實(shí)例;對(duì)于這一變化他既沒(méi)重視與深部現(xiàn)象的聯(lián)系也沒(méi)考慮所涉及的溫度升高。
然而,凱基魯爾夫(Kjerulf,1855,1879)則主張奧斯陸的花崗巖是火戍的。他承認(rèn)凱爾霍所提出的空間問(wèn)題,但他認(rèn)為灼熱的侵入體吞噬了先前沉積巖。因而在火成巖巖石學(xué)中引入了“同化作用”的概念。過(guò)幾十年后,密歇爾—列維(Michel-Levv,1894)——可能尚不知?jiǎng)P墓魯爾夫的著述——在法國(guó)闡述花崗巖的成因時(shí)引用了交代作用和同化作用的概念。十九世紀(jì)末,花崗巖是由變質(zhì)作用和交代作用形成的概念在法國(guó)頗為盛行。像挪威的凱基魯爾夫那些在法國(guó)和英國(guó)受過(guò)教育的人則偏重于“巖漿火成”(magmatic—igneous)說(shuō)的觀(guān)點(diǎn)。
在芬蘭、塞德霍姆(1893)原來(lái)反對(duì)過(guò)加拿大人勞森(A,C.Lawson)的觀(guān)點(diǎn), 勞森曾認(rèn)為侵入到原始地殼和最老的沉積巖當(dāng)中的那些最古老的花崗巖,是由于最底部的最老沉積物經(jīng)過(guò)重熔作用形成的。塞德霍姆(1892)認(rèn)為環(huán)斑花崗巖是真正的巖漿巖,在強(qiáng)烈的垂直移動(dòng)期之際,巖漿能充填到似地塹的凹陷中(graben-like depressions),就在這個(gè)時(shí)期環(huán)斑花崗巖呈大型的巖體侵入。后來(lái),塞德霍姆對(duì)于其它一些花崗巖提出了他自己的再生作用和深熔作用概念,這些概念部分地與勞森在加拿大所闡述的概念相一致。泰格斯蒂德(T/gerstedt,1893)在描述芬蘭南部的一些混成巖(后來(lái)這種巖石被稱(chēng)為混合巖)時(shí),他發(fā)表了一個(gè)略不相同的概念。他認(rèn)為這些巖石是由于花崗質(zhì)物質(zhì)貫入到變質(zhì)了的沉積物一片麻巖中而形成的。這種花崗質(zhì)物質(zhì)含有相當(dāng)一部分水,這些水的存在加速了作用的進(jìn)度,并使花崗質(zhì)物質(zhì)形成細(xì)小的脈體貫入到片麻巖中。于是他又重提用水的存在解釋窄小阻延長(zhǎng)很遠(yuǎn)的細(xì)晶巖質(zhì)脈體的形成;若用其它方式解釋它們的形成就會(huì)遇到相當(dāng)大的困難。
一般隊(duì)為,花崗巖普遍形成巨大巖基。事實(shí)上,這些巖基很少是花崗巖,而大部分是山花崗閃,陡巖和石英閃長(zhǎng)巖組成的。然而,有一些花崗巖則被認(rèn)為是形成巖蓋、巖盆或巖穹(domes)。
確定花崗巖的產(chǎn)狀是一個(gè)很重要的問(wèn)題,描述產(chǎn)狀所使用的術(shù)語(yǔ),在采用它們的人來(lái)看是具有戍因含意的。據(jù)吉爾伯特(Gil-bert,1877)的意見(jiàn),巖蓋是巖漿上升運(yùn)動(dòng)所造成的結(jié)果,而巖盆的含義則是巖漿被動(dòng)地役位到底盤(pán)塌陷所形成的空間里。巖基這一術(shù)語(yǔ)是休斯(Suess,1895)推薦采用的;要想推斷一個(gè)巖基的浸位漠式頗為困難。休斯本人曾以“用赤熱的火鉗強(qiáng)行穿入木板的進(jìn)行過(guò)程”來(lái)比擬巖漿上升穿過(guò)地殼的進(jìn)程。盡管如此,這個(gè)生動(dòng)的比喻還決不是解釋(列文生—列星格語(yǔ))。凱基魯爾夫(1855)和密歇爾—列維則認(rèn)為巖體是由巖漿逐漸地同化圍巖形成的,巖漿上升速度取決于巖漿消化圍巖和頂板的速度。后來(lái),九1923年克洛斯(Cloos)認(rèn)為,許多曾被假定為巖某的巖體,實(shí)際上是一些大型侵入巖床,對(duì)于巖床的侵位來(lái)說(shuō),棘手的空間問(wèn)題就不再是一個(gè)問(wèn)題了。巖穹構(gòu)造之中,往往有一個(gè)花崗質(zhì)的內(nèi)核,周?chē)鸀槠閹r環(huán)繞。芬蘭地質(zhì)學(xué)家蓋多林(Gadolin,1858)是第一個(gè)描述布蘇薩利(Pusunsaari)拉道格(Ladoga)湖北部巖穹構(gòu)造的人。據(jù)他的意見(jiàn),巖穹構(gòu)造是花崗巖巖體山下面侵入到了片麻巖建造,上部接觸面傾角較緩,向下角度逐漸增加而被侵入建造保持平緩并由核部向外傾斜度減小。1951年愛(ài)斯柯拉關(guān)于巖穹做了如下解釋?zhuān)骸罢缭谖?949年的論文中所總結(jié)的,事實(shí)表明,花崗巖化作用在加入大量鉀質(zhì)和體積增加的情況下,特別改造了巖體的邊緣部分,而使古老侵入體隆起穿入巖穹之中”。 [3] 

花崗巖主要礦床類(lèi)型

編輯
一、巖漿—熱液礦床
(1)與地殼淺部型花崗巖有關(guān)的稀有金屬偉晶巖礦床;
(2)與地殼淺部型花崗巖有關(guān)的稀有金屬花崗巖礦床;
(3)與地殼深部型花崗巖有關(guān)的斑巖銅、鉬礦床.
二、熱液礦床
(1)與地殼淺部型花崗巖及地先深部型花崗巖有關(guān)的夕卡巖礦‘床;
(2)與地殼淺部型花崗巖有關(guān)的云英巖礦床,
(3)與地殼深郵型花崗巖有關(guān)的含金石英脈礦床,
(4)與地殼深郵型花崗巖有關(guān)的脈狀鉛鋅礦床:
(5)與地殼深部型花崗巖有關(guān)的侵入型塊狀硫化物礦床。 [4] 
詞條圖冊(cè) 更多圖冊(cè)
參考資料
  • 1.    樂(lè)昌碩.巖石學(xué).北京:地質(zhì)出版社,1983
  • 2.    陳國(guó)能.花崗巖成因:原地熔融與地殼演化:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,2009
  • 3.    馬莫(V.Marmo).花崗巖巖石學(xué)與花崗巖問(wèn)題:地質(zhì)出版社,1979
  • 4.    孟良義.花崗巖與成礦:科學(xué)出版社,1993
詞條標(biāo)簽:
科學(xué)百科地球科學(xué)分類(lèi) 非地理 自然