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花岗石是怎样形成的,您知道吗?

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花岗石是怎样形成的,您知道吗?

发布日期:2020-02-19 作者: 点击:

接触了这么多的花岗石,您了解它的定义和形成环境吗?

以中国建筑工业出版社出版的《中国土木建筑百科辞典》的定义来看,建筑用的花岗石是有装饰性、可加工性和一定机械物理性能的各种岩浆岩类岩石的加工产品,根据二氧化硅含量多少,可分为花岗岩类(大于65%)、闪长岩类(55%~65%)和辉长岩类(45%~55%)等三类。花岗石主要由长石、石英、黑云母、角闪石、辉石等矿物组成,随着SiO2含量减少及深色矿物含量的增加,其颜色由浅灰、肉红、灰白过渡到深灰乃至黑色。


泸州花岗石.png

(细细查看,可以很清晰的看到花岗石是由多种矿物共同构成的)


但其实,所有火成岩中的酸性深成岩都可被称为花岗岩。它主要分布在陆壳,占陆壳所有火成岩的一半以上。正因为如此,它被作为是别于大洋地壳的最主要的物质组成标志,是大陆形成、演化的标志物之一。

 01.  地壳深熔作用 

从有地质学起,花岗岩的成因就经常被讨论和争议。在早期的研究中发现自然界中的喷出岩以玄武岩为主,而侵入岩以花岗岩为主,便产生了花岗岩是由玄武岩分异而来的理论。但之后便发现,在一些情况下,花岗岩会作为喷出的岩的岩浆通道或补给体存在。由此可知花岗岩并表示玄武岩分异而来,而是可以独立起源的。后通过实验确认,花岗岩主要是地壳来源的,即花岗岩的地壳深熔论(Crustak anatexis,Wyllie,1977),从现今学术界对花岗岩成因的讨论可以看出,花岗岩的地壳深熔论已经被作为研究其成因的基础所在。 

研究发现,许多花岗岩都是地壳和地幔互相作用及其带来的热引起地壳深熔的产物。由于温度增高(压力不变)或压力下降(温度不变),地壳硅铝质岩石产生部分熔融或不完全熔融。熔融沉积直立边界发生,熔浆可从部分熔融的岩石系统中释出,或保留在该系统中。

泸州花岗石.png

(地表深处的岩浆侵入到地壳)

泸州花岗石.png

(地壳岩浆冷却,花岗岩体形成)

泸州花岗石.png

(地壳抬升,花岗岩体出露地表)


 02.  成因与构造环境的关系 

花岗岩与大地构造环境之间存在密切的联系,其产出的构造环境或其出露的构造位置具有重要意义。构造环境的不同直接改变了岩浆所处的温度、压力条件,构造变动过程,加上环境内物质组成的不同,使得相同的岩浆在不同的构造环境下会发生不同的改变,最终导致岩浆在形成机制、混染程度、分异类型、移动过程、侵位方式它以后的变质、变形等地质作用有着不同的表现形式,并形成一定的岩石类型和岩浆组合。这也就是构造环境在花岗岩形成过程中所起到的重要作用。

PevieA.B等人把花岗岩的形成与地壳的演化直接联系起来,将地壳的发展演化划分为大洋、过渡和大陆三个有序阶段。有人研究认为,经过一系列复杂的过程之后地壳像过渡阶段演化。在此期间,玄武岩通过局部熔融或交代作用,在过渡壳中可形成局部新生的花岗岩层,构成未来陆壳的“萌芽体”。在过渡壳逐渐成熟的过程中,又形成了斜长花岗岩化。此时的洋壳物质不断被改进,并向陆壳逐步演化。在过渡壳向陆壳演化的过程中,出现了由斜长花岗岩化发展为大规模的钾长花岗岩化的突发事件。此时,地壳走向最终的成熟阶段,由此可见,花岗岩形成与构造环境之间具有密切关系。


丰帆石业 03.  成因与源岩的关系 

即使构造环境相同,不同地区花岗岩特征也不尽相同。不少学者认为这与花岗岩源岩有着密切的关系。

有学者研究认为从太古宙和显生宙花岗岩的对比就能看出花岗岩的成分主要与源区组成有关。太古代花岗质岩浆成分相对变化不大,以TTG为主,有少量的钾质花岗岩,可能以太古宙地壳成分相对单一有关。太古代时地壳初生,主要由地幔部分熔融形成的玄武岩为主,这种玄武岩地壳部分熔融形成的即中酸性的TTG岩套。而显生宙花岗岩的成分异常复杂,则源于显生宙地壳成分的极其复杂。

作为大陆分布最广的岩石之一,花岗岩是有别于大洋地壳的最主要的物质组成标志,是大陆形成、演化的标志物之一。在花岗岩形成的研究过程中,地壳深熔作用被认为是花岗岩成因研究的基础,在此基础上,构造环境和源岩同时影响着花岗岩的形成,缺一不可。最终形成的每一种成因类型的花岗岩都具有代表其物质来源和形成条件的特殊标志。在壳幔相互作用不发生异常的情况下,花岗岩的发育程度可能提供造山带发育背景的信息,其演变能揭示地壳特定阶段的演化特征并揭示其动力学演化特点。可以说花岗岩的形成与地质历史时期的演化相辅相成,相互作用。这个也正表现出花岗岩研究所具有的重要的地质意义。

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