克萊因,F.

[拼音]:huagangyan

[外文]:granite

一種顯晶質酸性深成岩。以長石、石英淺色礦物為主,總量一般超過80%。肉紅色至淺灰色。相應的噴出巖是流紋岩。granite一詞於1596年首次提出,用以形容一種粒狀的岩石。

礦物成分

石英為花崗岩的主要礦物,其量為20~50%。長石以鉀長石為主,斜長石為次,長石總量一般為60~70%。暗色礦物主要為黑雲母,有時伴有白雲母、普通角閃石或(和)輝石。色率一般低於10。副礦物含量通常小於1%,偶爾高達3%,常見的有磁鐵礦、鈦鐵礦、鋯石、磷灰石和榍石等。

種屬

在花崗岩中首先根據斜長石劃分出兩個種屬:斜長石是更長石或鈉質中長石的稱鈣鹼性花崗岩;若為鈉長石並含鹼性暗色礦物(如鈉閃石、鈉鐵閃石和霓輝石等)的則稱鹼性花崗岩。鈣鹼性花崗岩又可按鉀長石與斜長石比值細分(見火成岩)。

化學成分

花崗岩是SiO2過飽和的岩石。SiO2>65%,並以下列氧化物克分子數關係表示其化學特徵:

(1)Al2O3>Na2O+K2O,而且Al2O3

(2)Al2O3>Na2O+K2O+CaO,稱過鋁質,黑雲母花崗岩往往屬於此類。除含黑雲母外,有時兼含少量(不足5%)的白雲母、堇青石、紅柱石、石榴子石等高鋁質礦物。

(3)Al2O3

結構構造

常呈半自形等粒結構,其中暗色礦物具有較完整的晶形,長石常具部分的晶形,但斜長石形態一般較鉀長石完整,石英一般為他形。按平均粒徑可有細粒、中粒和粗粒之分。花崗岩有時也具有特徵的文象結構,表現為鉀長石和石英的規律連生,石英在鉀長石中呈定向排列,猶如象形文字。花崗岩有時呈斑狀結構,斑晶主要為長石和石英,稱斑狀花崗岩。在花崗岩中,可以存在各種岩石包體。按成因大致可分 3種類型:

(1)捕虜體,為不規則的圍巖碎塊,富集於巖體邊部。它們與岩漿發生不同程度的反應,是岩漿侵入作用的重要標誌。

(2)析離體,由岩漿早期結晶的礦物凝聚而成,一般色率較高,但粒徑與周圍岩石無明顯差別。

(3)殘留體和殘影體,是早期岩石受到交代作用逐漸被改造為花崗質岩石時由於改造不徹底而在巖體內留下了早期岩石的殘跡,隱約可見原有岩石的層理和片理。此外,有些花崗岩,特別是鹼性花崗岩和鹼長花崗岩,常可見晶洞構造。洞壁內有石英、電氣石、綠柱石等晶簇生長,洞體大小不均,一般為幾毫米,有時達數十釐米。由於花崗岩漿冷卻結晶過程中的收縮作用,在巖體內部可發育原生節理,即縱節理、橫節理和水平節理等。在自然營力的長期作用下,由於某些巖塊的崩落,常造成陡峭的峰巒,是理想的遊覽勝地。馳名中外的黃山風景區便是由花崗岩組成的。

分佈

花崗岩類是構成大陸地殼的主要岩石型別之一,廣泛分佈於不同時代的褶皺帶和前寒武紀地盾區。中國花崗岩類的分佈廣泛,尤其在中國東南和東北諸省,分佈更為集中。中國東南花崗岩出露面積達20餘萬平方公里,約相當於該區總面積的1/5。

產狀

花崗岩常見的產狀有花崗岩穹窿、岩基、巖株、巖蓋和巖牆等。多分佈於大陸地殼的上層。按巖體形成的深度不同可分淺帶巖體、中帶巖體和深帶巖體。淺帶巖體與圍巖呈明顯交切關係,有時與同源的火山岩共生,甚至直接發育於破火山口內,稱為次火山花崗岩。中國東部沿海有些燕山期花崗岩屬於此類。中帶巖體多數呈大岩基,一般為複式的,往往在復背斜軸部或穹窿構造的中心侵位。深帶巖體常表現為同造山型,圍巖一般是角閃巖相至麻粒巖相的變質岩,常與各種型別混合巖伴生。

成因

花崗岩是多種成因的。就形成方式說,有兩種基本形式,即岩漿侵入和花崗岩化。

(1)侵入花崗岩的岩漿來源一般認為有兩種途徑:結晶分異和部分熔融。結晶分異作用理論,認為花崗質岩漿可以由玄武質岩漿結晶分異而形成。根據結晶分異實驗,從玄武質岩漿中分離出的花崗質岩漿的數量只約 5%。這表明由玄武質岩漿結晶分異而產生的花崗岩的可能性是存在的,但其分佈極為有限。這種成因的花崗岩類往往與各個地質時期形成的基性火山岩或蛇綠岩套共生,巖性上大都是英雲閃長巖或花崗閃長巖。1958年美國岩石學家O.F.塔特爾成功地完成了鈉長石-鉀長石-矽酸-水四元系在高溫高壓下的部分熔融實驗。發現在不同水分壓下在液相面上相應地都有一低共熔點。以2×108帕水分壓為例,低共熔點溫度為670℃,共熔混合物的成分是35%石英+40%鈉長石+25%鉀長石。這與普通花崗岩的成分很相似。塔特爾實驗表明:當地溫梯度為30℃每公里小時時,在地表以下約20公里深度,溫度可達約630℃,水分壓力可達4×108帕。在具備了這些條件的地殼深處,固態的陸殼物質開始發生部分熔融,出熔的部分便相當於花崗質岩漿。為了證實低熔組分與天然花崗岩成分的一致性,塔特爾等將酸性巖的化學成分作了三組分投影(見圖),

發現投影點極密區與低共熔點相接近。這有力證明了許多花崗岩是岩漿成因的。

(2)自然界也存在非岩漿成因的交代花崗岩。不僅在前寒武紀地盾區,而且在不同時代的褶皺帶中均可發生花崗岩化作用,形成交代成因的花崗岩。

70年代,許多學者開始致力於花崗岩起源物質的研究。通過鍶、釹、氧、硫、鉛等同位素組成的測定,發現花崗岩的許多特徵與其起源物質的特性有內在聯絡。澳大利亞學者B.W.查普爾等1974年提出把花崗岩類劃分為兩種成因型別:I型和S型。I型花崗岩由未經地表風化的火成岩源巖部分熔融形成,通常是準鋁質的;S型花崗岩由沉積岩源巖經部分熔融產生,通常是過鋁質的。中國學者徐克勤等(1984)針對中國東南部花崗岩類的岩石學、地球化學、同位素的特徵,按花崗岩起源物質,將花崗岩劃分為幔源型、同熔型和陸殼改造型三種成因型別。吳利仁(1985)根據岩漿生成的物質來源,將花崗岩(和相應火山岩)劃分為幔源型(M型)、幔殼(陸殼)混源型(MC型)和殼源型(C型)。

礦產和用途

與花崗岩直接或間接有關的礦產主要有鎢、錫、鈹、鈮、鉭、鈾、金、銅、鉬、鉛、鋅等。主要分佈於環太平洋成礦帶內,包括美洲西部和亞洲東部。中國東南地區尤以鎢、錫、鈹、鈾等工業礦床為著名,主要與燕山期花崗岩有關,並往往表現出成礦元素的富集與巖體成分有一定的相關性:鐵、銅礦床主要與弱酸性的閃長巖有關;鎢、錫、鈹、鈮、鉭、鈾主要與普通花崗岩有關。花崗岩由於暗色礦物含量低、不易形成鏽斑,容易加工而又美觀堅固,是雄偉建築物的理想石料。(見彩圖)

參考文章

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