采石场的剖面上,一侧是暗灰色、黑白颗粒都看得清的粗壮岩体,另一侧是一条同色的窄岩墙,颗粒细得几乎看不出边界。两者都含斜长石和辉石,敲起来都沉手,常被笼统叫作黑花岗岩或青石。名字的差别不在成分,而在结晶粒度。
粒度是唯一的硬界线:2 毫米上下分两边
辉长岩的单颗矿物直径多在 2–10 毫米,肉眼直接能数出颗粒,断面像撒了一层粗胡椒。辉绿岩的颗粒细得多,得用十倍放大镜才看得清轮廓,肉眼只见到一片细密的麻点,颗粒边界糊在一起,颜色也显得更均匀一致。
2 毫米这条线不是随手定的,它落在细粒与中粒的分界上。粒径不足 2 毫米的归细粒,再往上一档到 5 毫米归中粒,更粗的就是粗粒。辉绿岩归细粒,辉长岩落在中粒到粗粒之间,两者隔着一条能用尺量的界线,量一次就有结论。
辉绿岩的斜长石是细长条,辉长岩的是短柱
辉绿岩里的斜长石自形程度高,长 0.5–2 毫米,宽度只有零点几毫米,长宽比常在五倍以上,一根根搭成格架,辉石充填在空隙里。这种结构叫辉绿结构,是它最稳的镜下特征,手标本上表现为杂乱交错、方向不定的细针。
辉长岩的斜长石呈短柱或厚板状,长度与辉石颗粒相近,两者互相包裹,没有谁充填谁的关系,这种结构称辉长结构。断面上黑白颗粒大小均一、边界平直,颗粒之间的接触线多为直线,与辉绿岩的填隙关系正好相反。
矿物清单几乎重合,成分和颜色都帮不上忙
两者都由基性斜长石和单斜辉石组成,斜长石牌号在拉长石到倍长石之间,普通辉石次之,可含少量橄榄石与磁铁矿。二氧化硅含量都在 45%–52%,颜色都在暗灰、灰黑、绿灰之间,深浅只随暗色矿物的比例浮动,本身不含定名信息。
所以凭成分、颜色、密度都分不开它们,能用的只有粒度与结构这两条。本文判断,随身带一个十倍放大镜,在新鲜断面上数十来个颗粒的直径,比反复比对颜色有效得多,也更容易复述给别人听,不必依赖主观印象。
再细一档就是玄武岩,三者构成一条连续的链
玄武岩的颗粒更细,肉眼已分辨不出矿物,断面呈隐晶质,常带气孔、杏仁和柱状节理,气孔被方解石或绿泥石填满,就成了杏仁。它与辉绿岩成分相同,只是冷却更快,是同一股岩浆在地表或近地表凝结的另一副样子。
一条岩墙从中心到边部,粒度会连续递减:中心冷却慢,长成辉绿岩;贴近围岩的边部骤冷,变成玄武岩,中间没有截然的界面,越靠围岩越细,取样位置不同,名字就不同。本文判断,这种剖面里定名要写明采样位置,只写岩名会丢掉最关键的信息。
关键数据
下列区间取自岩石学教材对基性侵入岩的通用描述,不同岩体会有偏移,教材之间也常差一两个百分点。粒度要在新鲜断面上量,风化面与断面上的读数能差出一倍;量的时候取十个以上颗粒的平均值,别挑最大的那一颗。
- 辉长岩矿物粒度 2–10 毫米,辉绿岩不足 2 毫米。
- 两者二氧化硅含量均在 45%–52%。
- 斜长石牌号多为 An50–70,属拉长石至倍长石。
- 辉长岩密度 2.9–3.1 克/立方厘米,辉绿岩 2.8–3.0 克/立方厘米。
- 斜长石莫氏硬度 6–6.5,普通辉石 5–6,小刀都划不动。
- 辉绿岩中斜长石长 0.5–2 毫米,宽 0.05–0.2 毫米。
边界
粒度判据在冷凝边上失效。辉长岩体的边缘带冷却快,颗粒可以细到 1 毫米以下;辉绿岩岩墙的中心冷却慢,颗粒也能粗到 3 毫米。仅取一块边部标本,很容易把两者判反,最好从边到心各取一块料,摆在旁边一起比。
变质与变形会重写粒度。受过应力作用的辉绿岩常发生碎裂,颗粒被压细;接触变质处又会重结晶变粗,原来的结构被抹掉,粒度反而比原岩更粗,量出来的数不能直接对比。本文判断,只有新鲜、未蚀变的断面才适合量粒度,其余情况记结构、不落岩名。
参考文献
- 路凤香, 桑隆康 主编.《岩石学》. 地质出版社, 2002. —— 辉长结构、辉绿结构。
- 桑隆康, 马昌前 主编.《岩石学》(第二版). 地质出版社, 2012.
- Le Maitre R W. Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms. Cambridge University Press, 2002.