一座孤立的石柱立在沉积岩层中,柱体直立、围岩层理被切断,常被当成人工遗迹。它是火山通道被剥蚀后露出的火山颈,判断的关键不是形状,而是它与围岩的接触关系。
先看接触关系:切穿层理的是岩脉与火山颈,顺层的是岩床
岩脉斜切或直切围岩层理,两侧界线清楚,厚度稳定,常见 0.5–5 米,延伸几十米到几公里。岩床顺层侵入,产状与围岩一致,厚度 2–20 米,底面平整,顶面可有起伏,走向可与层面斜交。
火山颈是通道的充填体,平面上近圆形或椭圆形,直径 50–500 米,剖面上直立,切穿所有围岩层,接触面多呈波状。切层与顺层,一步分出侵入体的基本类型,比看岩石颜色可靠。
再看冷凝边:两侧 1–50 厘米的细粒边说明岩浆是灌进来的
岩脉两侧有冷凝边,厚 1–50 厘米,颗粒比核部细,颜色偏暗,有时含玻璃质。这是岩浆接触冷围岩后快速冷却的证据,说明岩脉晚于围岩,而不是早先夹在层间的地层。
火山颈的边缘冷凝边更宽,可达 1–3 米,因为通道壁面积大、散热多,粒度由边缘向核部递增。核部因保温好而粗粒,常见柱状节理,柱径 20–50 厘米、柱长可达 10 米,柱轴垂直通道壁,在平面上呈放射状排列。
最硬的判据是烘烤边:围岩一侧的烘烤带证明侵入先后
围岩接触带上有烘烤边,厚 5–30 厘米,泥质岩变成角岩,颜色变浅、变硬,敲击声脆。烘烤边的宽度与岩浆温度、围岩含水量和接触时间有关,温度高、含水多则更宽。
烘烤边只出现在围岩一侧,不会对称地出现在岩脉自身。烘烤边在围岩里,冷凝边在岩浆岩里,二者不能混。本文判断:两侧都有烘烤边的,中间那条岩脉多半是夹在两层熔岩之间的沉积夹层。
混进来的是断层崖、差异风化脊与人工石墙
断层崖是断层面出露,面上有擦痕与阶步,两侧岩石属同一套地层,没有冷凝边与烘烤边。差异风化脊是软硬相间岩层被剥蚀后留下的凸起,成分类同围岩,边界渐变,脊的两侧岩性一致。
人工石墙有砌缝与砂浆,块体形状规则,尺寸高度一致,无冷凝边。本文判断:接触面有砂浆或块体尺寸高度一致的,按人工构造处理,不做产状测量,砌缝里常见砂浆残迹。
关键数据
下列数值为常见范围,厚度随岩浆黏度与围岩性质变化较大。本文判断:产状测量应量三处取平均,单点读数容易被接触面的凹凸带偏。
- 岩脉厚 0.5–5 米,延伸几十米至几公里
- 岩床顺层侵入,厚 2–20 米
- 火山颈平面直径 50–500 米,剖面直立
- 岩脉冷凝边厚 1–50 厘米,核部颗粒较粗
- 火山颈冷凝边可达数米,柱径 20–50 厘米
- 围岩烘烤边厚 5–30 厘米,泥质岩变角岩
- 断层崖两侧为同一套地层,无冷凝边
边界:变质围岩与平行坡面会让切层关系看不见
边界出现在变质岩区。围岩已是变质岩时,烘烤边与原有变质矿物难以区分,宽度也失真,此时应改看冷凝边的粒度梯度,用岩浆岩一侧的证据反推接触关系。
另一处边界是接触面与坡面近于平行。露头面上看不到切层关系,岩脉看起来与围岩整合,容易被判成岩床。本文判断:单个露头无法确定切层关系时,应沿走向追 10–20 米,找到层理被切断的位置再定,两侧岩性差异也要一并记录。
参考文献
- 路凤香, 桑隆康 主编.《岩石学》. 地质出版社, 2002. —— 侵入岩的产状与接触关系。
- Philpotts A. R., Ague J. J. Principles of Igneous and Metamorphic Petrology. 2nd ed. Cambridge University Press, 2009. —— 冷凝边与烘烤边。
- Best M. G. Igneous and Metamorphic Petrology. Blackwell Science, 2003. —— 岩脉、岩床与火山颈。