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伟晶岩怎么认:晶体长到几十厘米,靠的是水和挥发分

山坡上一条乳白色岩脉里,长石晶体有手掌那么长,石英块有拳头大,云母片能整片揭下来。有人把它叫作大花岗岩。粒度差了一个量级,名字就该换,它叫伟晶岩,是花岗质岩浆走到尽头时的产物,晶体在富水的熔体里慢慢长成。

粒度超过 1 厘米,才有资格叫伟晶岩

界线定在单颗晶体 10 毫米。花岗岩的矿物粒径 2–10 毫米,颗粒可以一粒粒数清;伟晶岩的单颗晶体超过 10 毫米,常见 1–30 厘米,个别长到数米,整块标本由几颗晶体拼成,一眼就能看出它们不是同一档,用尺量上一次就能定案。

量的时候要量单颗晶体,不是量集合体。一块标本上晶体大小并不均匀,边缘细、中间粗,取占主体的那一档记数。本文判断,只要多数晶体超过 10 毫米,即便夹着细粒边,也应按伟晶岩记,不要退回花岗岩,这条比数颗粒牢靠。

晶体能长这么大,靠的是岩浆里的水和氟

残余岩浆里富集水和氟、硼、锂这些挥发分,它们把熔体的粘度降下来,离子跑得快,晶体才有时间、有空间长到手掌大小。挥发分还压低结晶温度,让岩浆在更低的温度下仍是液体,结晶窗口被拉长,粗晶就是这么来的。

伟晶岩的结晶温度大致在 700–450 摄氏度之间,比普通花岗岩晚,也比它冷得慢。慢冷却加上富水的环境,是粗晶的两个条件,缺一个都长不大。本文判断,这条成因链比任何外观特征都更能解释它的粒度,也解释了它为什么总长在脉里。

文象结构:石英在长石里长成楔形字

文象结构是伟晶岩的招牌。石英呈楔形、尖端朝同一方向,成排嵌在钾长石里,单个楔形宽 1–10 毫米,断面上像一行行楔形文字。转动标本时,石英与长石的反光不同,字迹会更清楚,像一块刻满字的碑,方向一致才好认。

它形成于石英与钾长石同时结晶的时刻,石英沿着长石的生长面填进去,被挤成尖楔。本文判断,见到成排的楔形石英,可以优先按伟晶岩处理;但粗粒花岗岩的边部也有文象结构,还要看整体粒度够不够,文象只是辅证。

从边缘到核部,伟晶岩自己分带

一条岩脉从外向内会分出几个带:边缘是细粒带,厚度数厘米,颗粒骤冷变细;往里是块状长石带,晶体粗大;核部常是石英块,体积可以占到整条脉的一小半,块度可达数米,越往里越粗,粒度几乎是一级级往上跳的。

粒度与成分同步变化,边缘富长石,核部富石英,中间夹着白云母和钠长石。本文判断,一个露头上能同时看到三档粒度,正是分带造成的,取样位置不写清,别人复现不了结论,记录时要注明取自哪个带、哪一段位置。

关键数据

下列数值取自花岗伟晶岩的通用描述,不同岩体的分带厚度差别很大。粒度与分带都要在露头上量,单块手标本看不出带的关系;硬度按矿物分别记,取样位置也要一并写下来,不要给整块岩石一个笼统的数。

  • 伟晶岩单颗晶体大于 10 毫米,常见 1–30 厘米,个别可达数米。
  • 花岗岩粒径 2–10 毫米,两者以 10 毫米为界。
  • 二氧化硅含量 65%–75%,与花岗岩接近,碱质偏高。
  • 结晶温度大致 700–450 摄氏度,晚于普通花岗岩。
  • 文象结构中石英楔形宽 1–10 毫米。
  • 莫氏硬度:石英 7,钾长石 6–6.5,白云母 2.5–3。

边界

粒度判据在分带上会自相矛盾。同一条脉的边缘带只有几毫米,核部却有数米,取到边部标本,量出来就是花岗岩。判断时以脉体主体为准,并在记录里写明取自哪个带,别用一个数概括整条脉,单点数据说明不了全貌。

成因不同的伟晶岩外观可以一样。变质分凝形成的伟晶岩不含文象结构,晶体也粗大,但围岩是片麻岩而非侵入接触。本文判断,见到围岩有片理、脉体顺层,就要考虑变质成因,不能只按花岗伟晶岩写,两者的成因差得很远。

参考文献

  • 路凤香, 桑隆康 主编.《岩石学》. 地质出版社, 2002. —— 伟晶岩与文象结构。
  • 桑隆康, 马昌前 主编.《岩石学》(第二版). 地质出版社, 2012.
  • 潘兆橹 主编.《结晶学及矿物学》(第三版). 地质出版社, 1994. —— 矿物硬度与解理。
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文章名称:伟晶岩怎么认:晶体长到几十厘米,靠的是水和挥发分
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