采石场的一块肉红色石头上,嵌着几颗米粒大的肉红长石和灰色石英,颗粒之间是一层细得看不出边界的底子。有人叫它花岗岩,有人叫它流纹岩。两个名字都不对,它站在两者中间,靠的是斑晶与基质两套并存的粒度。
斑晶和基质是两套粒度,比值在十倍以上
岩石里粗大的那批晶体叫斑晶,粒径多在 1–5 毫米,肉眼一眼就能挑出来。包着它们的那层底子叫基质,粒径细过 0.5 毫米,两者相差十倍以上,这种结构称斑状结构,是定名的第一依据,先认结构,再谈成分,顺序别弄倒了。
两套粒度记录的是一段先慢后快的冷却史。岩浆停在深处时降温慢,长石和石英从容长大;随后被抬升到浅处,剩余熔体骤然冷却,来不及长成晶体,只能结成细粒或隐晶的基质。本文判断,这条冷却史是斑状结构的物理底子。
斑晶是石英加钾长石,粒径 1–5 毫米
斑晶的组合是酸性的:钾长石为主,粒径 2–5 毫米,肉红或灰白,解理面上常能见到两组交叉的卡氏双晶纹;石英次之,粒径 1–3 毫米,断面近六边形,无解理,边缘常被熔成港湾状;斜长石少量,黑云母不到 5%,斑晶越粗大,说明岩浆在深处停留得越久。
斑晶占岩石体积的 10%–40%,含量高低与冷却史有关。估算时在断面上画一个方框,数框内斑晶占的面积,比一颗颗数颗粒快得多。斑晶越粗、越多,说明它在深部停留的时间越长,基质反而越细,骤冷来得也越发突然一些。
基质细过半毫米,肉眼只看到一层砂糖面
基质细过 0.5 毫米,成分与斑晶相同,只是没有长开。肉眼看上去像一层细砂糖,转动标本时有细碎的闪光点,那是石英和长石的微小晶面在反光,颗粒边界却分不出来,断面上只见反光不见轮廓,得靠十倍放大镜才成。
基质的状态是这条判据的关键。若基质是玻璃质、断面呈贝壳状断口,岩石应归流纹岩;若基质虽细仍能看出晶形、有颗粒感,才是花岗斑岩。本文判断,放大镜下基质发亮而不发亮斑的,是玻璃;布满细密亮点的是显微晶质。
往粗走是花岗岩,往细走是流纹岩
花岗岩是等粒结构,矿物粒径 2–10 毫米且大小相近,没有斑晶与基质的分野,整块岩石的颗粒可以一粒粒数过去。花岗斑岩的颗粒一大一小两套并存,两者的界线就在这处结构差别上,与成分无关,肉眼一眼就能分。
流纹岩的斑晶通常小于 2 毫米,基质是玻璃质,还常带流纹构造,条纹绕过斑晶弯曲。石英斑岩则是另一个近邻,斑晶几乎全是石英,长石斑晶很少,基质为霏细质。本文判断,数一数长石斑晶在斑晶里的比例,再看基质透不透,能把三者分开。
关键数据
下列区间取自酸性侵入岩与浅成岩的通用描述,不同岩体的斑晶含量差别很大。斑晶与基质的粒度都要在新鲜断面上量,风化面上长石高岭土化,粒径会显得偏大,读数往往不可靠,同一块标本最好在不同位置各量一处。
- 花岗斑岩二氧化硅含量 70%–76%,属酸性岩。
- 斑晶粒径 1–5 毫米,基质细过 0.5 毫米,两者相差十倍以上。
- 斑晶含量占岩石体积的 10%–40%。
- 斑晶以钾长石为主、石英次之,斜长石与黑云母含量很少。
- 莫氏硬度 6–7,石英斑晶可达 7,小刀划不动。
- 密度 2.5–2.7 克/立方厘米,与花岗岩接近。
边界
斑状结构在斑晶稀少时退化。斑晶含量低于一成时,断面上只零星几颗大晶体,容易被当成等粒花岗岩的粗颗粒;反过来,斑晶过密、基质极少时,又接近连晶结构。两种情形都要多切一个面再定,单个断面不作数。
基质重结晶会改写结构。靠近接触带的岩体受热,基质里的细粒重新长大,粒度接近斑晶,斑状结构被抹成似斑状结构,名字也应改成似斑状花岗岩。本文判断,见到斑晶与基质粒径接近,就别再叫斑岩,改称似斑状结构。
参考文献
- 路凤香, 桑隆康 主编.《岩石学》. 地质出版社, 2002. —— 斑状结构与似斑状结构。
- 桑隆康, 马昌前 主编.《岩石学》(第二版). 地质出版社, 2012.
- 常丽华, 金巍, 李世超.《透明矿物薄片鉴定手册》. 地质出版社, 2006.