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组会:球状花岗岩成因简介——李舒婷

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球状花岗岩成因简介——李舒婷

罗翠华,March 14, 2024

      球状岩凭借其独特的结构特征、形态以及稀有性被称作“地质珍品”。前人对球状岩的成因做了大量工作,球状岩的形成可以用不同的假设来解释,从早期的岩浆与捕虏体的交代反应模型到后来岩浆接触带上的“构造陷阱”,越来越多的研究者认为球状花岗岩的形成主要受控于高温岩浆与低温岩浆在混合界面上发生的特殊岩浆结晶过程。本次组会总结了三处典型球状花岗岩。

      瑞典球状岩的壳的韵律层序列比较复杂,包括核、镁铁质内壳、长英质壳、镁铁质外壳以及基质。核直接从形成球状体的岩浆中结晶出来,球状体出现在基质中,基质与核心相似。它们同时生长,在进化过程中表现出近乎完美的平行性。在岩浆最初“正常”结晶后,可能由挥发物的突然添加引发的过热破坏了早期形成的核,也影响了岩石中已经结晶的部分。冷却引起了不均匀形核和快速结晶,形成了内部镁铁质壳。镁铁质成分的贫化,可能因物理条件的突然变化而加剧,使黑云母和角闪石结晶不稳定,导致斜长石成分过饱和,形成与镁铁质外壳具有尖锐边界的长英质外壳。镁铁质矿物随后被稳定下来,可能是由于斜长石成分的耗尽,并形成了外部镁铁质外壳。随着均匀成核的恢复,基质的形成结束了结晶。

      阿根廷西北部球状花岗岩球状体表明呈灰色,结构可分为核、内壳层、暗层和外壳。此外,外壳通常包含一个内部和外部扩散带。这些区域中每一个厚度和比例可能会有很大的变化。

      通过压滤析出的富含挥发性的熔体,在部分结晶的Huaco花岗岩内形成球状岩岩浆袋,熔体携带相对较少的钾长石巨晶,因此巨晶集中在袋周围。熔体中的高水浓度通过降低熔体的液相线、破坏晶核和吸收较小的晶体而导致熔体过热;只有较大的固体巨晶存活下来。熔体的快速过冷是由于缺乏晶核引起的,并且可能由于突然的水压损失和挥发性相的出溶而增强,从而提高了液相线温度。大多数伟晶和等轴的球状体生长和结晶结束。最终富含二氧化硅和钾的熔体结晶为伟晶岩和细晶岩。

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图1 Velasco球状花岗岩的形成

 

      澳大利亚西部的球状花岗岩中的球状体是闪长质到英云闪长质的,分散在花岗岩宿主岩浆中。大多数球状体至少有两到三个同心带,每个带由富含角闪石的外层和富含斜长石的内层组成。从边缘到核心,双带厚度增加,晶体数量密度降低,晶粒尺寸增加,这表明边缘的结晶比核心更快。

 

      热的闪长质岩浆使较冷的花岗质岩浆变热。加热融化了较冷的花岗质岩浆底部的晶体,降低了花岗质岩浆体底部的结晶度和粘度。这样,闪长质岩浆就可以以团块的形式注入较冷的花岗质岩浆中。闪长质团块冷却并凝固,形成具有同心带的球状体。

 

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