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组会:超镁铁球状岩的发现及其成因研究

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超镁铁球状岩的发现及其成因研究

陈曦,April 13, 2022

球状岩是一类具球状构造的岩石的总称,产于30余个国家,约100余处产地。国内报道约有5处。 其中已报道的花岗质球状岩,约占球状岩总量的43%, 闪长质约30%, 辉长质约15%,片岩和铬铁矿球状岩约8%, 未发现超镁铁球状岩。

 

在1984年秋在浙江诸暨石角村北的北山坡上,识别了超镁铁球状岩。石角的超镁铁球状岩主要由粗拉黑褐色角闪石和黄绿色辉石组成,故称辉闪岩(质)球状岩,化学上属基性岩类,其中的角闪石和辉石各自以单矿物层形式,构成椭球状相间的同心壳层,呈现精致的球状构造。球体的核心和球体之间的基质,主要是角闪石,含少量辉石,偶含绿帘石,壳层数一般为3-7层,球体长径通常为5-15cm。

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浙江石角晚元古代超镁铁球状岩,是球状岩中新的成员。它是由超镁铁岩浆在中深地壳环境(14-15km)、两岩体接触带上特定的“构造陷井”中结晶形成。它的独特的球状构造可能由耗散结构理论的自组织机理所造成。

 

 

河北滦平球状闪长岩属于全球范围内球状岩石发育最广泛的中酸性岩类。球体的成因为富铝的闪长质岩浆同化捕虏体形成球中最内的粗斑状斜长石壳层,此后岩浆围绕被同化的捕虏体发生不均匀成核作用,结晶形成球体并由内向外生长,岩浆中水含量变化导致了球壳的韵律。在本文中,用不同的同位素定年方法得到的滦平球状闪长岩体不同部位的形成年龄都介于291~270Ma之间,同时在其东侧西沟岩体中获得角闪石斑晶的K-Ar法年龄为300Ma,都属于华力西期岩浆活动范围,这表明冀北地区的确存在华力西期深成岩浆作用。

 

与国内外典型的球状岩进行对比分析,黄陵球状花岗闪长岩中的球状构造类型更多样,其成因也相对复杂,球状体的形成更具多样性。对于黄陵球状花岗闪长岩而言,单壳层球状体及无明显壳层的球状体生长模式和成因可能相对简单。多壳层球状体的成因极其复杂。

 

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在大兴安岭乌拉盖地区发现酸性浅成球状岩石组合。球状岩石由主岩、球状体和球间基质组成。依据球状体球壳及球核的差异,可分为无壳层球粒、单壳层球状体和多壳层球状体3种类型。

 

球状岩的成因仅从岩相学上进行了初步探讨,形成时代及其所反映的构造背景仍待深入研究,初步认为本套球状岩石为张性环境下岩浆结晶作用形成,晚期气水热液活动强烈,球状体中矿物结晶顺序由内向外。

 

尽管对不同的球状体形成原因尚存争议,但有一点是可以肯定的,8 亿年前的“猕猴桃石”(球状花岗岩)与现代植物—猕猴桃具有非常相似的横截面,如此的有规律性,由耗散结构理论的自组织机理来解释比较合理:“猕猴桃石”从原来的无序状态自发地转变为时空上和功能上的宏观有序状态,形成新的、稳定的有序结构。

 

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球状岩十分罕见,在世界范围内各处的花岗岩中所占比例远小于万分之一。尽管它们从美学和科学的角度都很令人心生向往,但球状花岗岩的详细研究报道依旧非常少,其形成条件和机制存在相当多的争议。目前大概有两种观点,其一为是由两岩体接触带上特定的“构造陷井”结晶形成,它独特的球状构造可能由耗散结构理论的自组织机理所造成,其二是为岩浆同化捕虏体和岩浆结晶综合作用形成。

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