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组会:球状花岗岩成因——李舒婷

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球状花岗岩成因——李舒婷

盛佳儒,Oct. 12, 2023

      前人对球状岩的成因做了大量工作。近年来,岩浆成因被广泛接受,最简单的解释是,轨道最初是热的、完全熔融的物体,然后经过快速冷却和结晶。球状岩的形成可分为两大步:岩浆混合和球状体的结晶过程。

      但是,球状花岗岩的形成条件和生长机制仍然存在一些不太清楚的地方。

      球状花岗岩暗色矿物层和浅色矿物层交替出现或者成对出现,反映了熔体成分、温度等条件的振荡,这些变化又反过来影响了熔体过冷程度、成核速率和各相的生长,球体的纹理也随着生长模式的不同而变化。因此,关于球体的生长方向,目前已有两个模型:从核部向外部生长,以及从外部向内部生长。

      法国Lafaye地区的球状花岗岩的生长均起始于最内层的斜长石层。Barbey等(2021)认为其生长方向是自球的内部向外生长。

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图1 振荡结晶形成球状岩的简化模型(Barbey et al., 2021)

      智利球状花岗岩球状体中从核部到外层Mg#逐渐降低,An值也逐渐降低,表明其内部先结晶,也得出球状体从内向外生长的结论。

      振荡结晶模型可以解释许多球状体中厚度恒定的韵律层,但无法解释球状体中各层厚度不同的现象,因此,还需要一种机制与振荡结晶,来共同解释球状花岗岩的结晶过程。

      澳大利亚西部的Boogardie太古宙球状花岗岩这一实例中,韵律层的厚度从外向内逐渐增加,晶粒尺寸增加,这表明边缘的结晶速率比核部更快,核部的晶体有更大的空间生长,支持球状体的结晶是从边缘向到核部逐渐发展的。

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图2 角闪石—斜长石二元相图示意图(Zhang and Lee, 2021)

 

      湖北黄陵的多层球状花岗岩和单层球状花岗岩可以用二元不平衡结晶模型解释球状体的形成,认为球状体的生长方向是从外部向核部生长。

 

      综上所述,球状岩韵律层的生长方向还有待研究。

 

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