斑中窥豹 ——浅析斑晶形成与构造层次 00912034 周彤.

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1 斑中窥豹 ——浅析斑晶形成与构造层次 周彤

2 引言 斑晶——岩浆岩或变质岩中结晶粒度明显大于其它矿物的矿物晶体。 变质岩中称为变斑晶
这些矿物结晶粒度大，自形程度好，便于识别。往往随着物理化学条件的变异而发育一些特殊结构，蕴藏着丰富的地质信息 本报告以实习区典型斑晶为对象，在野外资料的基础上对其进行分类，并分析了其形成环境，总结出斑晶与构造域的关系 我们在野外观察非沉积岩石，有时会看到某种或某几种矿物的结晶粒度显著超越其它矿物，形成斑晶的现象。这些矿物结晶粒度大，自形程度好，有些还在结晶过程中或结晶后由于物理化学条件的变异而发育成分环带，特殊构造等，蕴藏着丰富的地质信息。在野外层面上识别斑晶是容易的

3 斑晶形成与构造层次 观察：实习区典型斑晶及分类 分析：不同类别斑晶形成环境 结论：斑晶形成环境的构造层次 进一步研究的想法

4 斑晶形成与构造层次 观察：实习区典型斑晶及分类 分析：不同类别斑晶形成环境 结论：斑晶形成环境的构造层次 进一步研究的想法

5 典型斑晶及其分类 岩浆型斑晶 变质型斑晶 表面型斑晶 海滨公园似斑状黑云母角闪石钾长花岗岩 填图区普遍发育的花岗细晶斑岩
台里海滨斜长角闪玢岩 表面型斑晶 望海寺海滨绥中花岗岩

6 岩浆型斑晶 似斑状黑云母角闪石钾长花岗岩(Kfs斑晶) 填图区花岗细晶斑岩(Qtz斑晶)—手标本 80° 俯角85°
似斑状结构，斑晶为钾长石。基质为粗粒结晶矿物：石英45%，斜长石10%，暗色矿物为黑云母10%，角闪石10%。质地均匀，没有片麻理 完整名称可定为黑云母角闪石似斑状钾长花岗岩

7 岩浆型斑晶 特征： 岩石整体均一，矿物无序分布 斑晶在岩石中分布均匀 斑晶的粒度在一定区域内较为稳定 斑晶自形程度好
不发育破碎，旋转，熔蚀等后期构造 斑晶矿物多为正长石，斜长石，石英

8 岩浆型斑晶成因 ——以似斑状黑云母角闪石钾长花岗岩为例
野外证据 岩石本身比较均一，不发育片麻理等定向构造 斑晶自形程度好，没有旋转，破碎及熔蚀现象 钾长石斑晶粒度粗大（可达2×3cm），其它矿物结晶粒度也较大，粒径在2~5mm 推断成因 没有经过明显的变质作用 斑晶是岩浆结晶过程中形成的 钾长石结晶速率需大于成核速率，可大致判断其形成温压条件。本套岩石结晶深度不会太浅

9 岩浆型斑晶形成的构造层次 Note Solution
引用路线地质教学中的观点，本套花岗岩为太古代形成的，但又未遭受明显的变质作用。而且它内部含有暗色基性包体(或捕虏体)。 斑晶没有熔蚀，旋转，变形现象，岩石亦无片麻理，证明本套岩石一定不是韧性或塑性变形域之下的产物 即使形成深度较大，也经历快速抬升使得岩石穿越韧性构造域时没有足够的时间进行韧性变形。 Solution 岩浆由下地壳部分熔融分异形成，向上运移中捕获地幔物质(或同期基性岩浆注入)，运移至较浅的构造层次(韧性域之上)才冷凝结晶。 结晶深度必须满足散热较慢，Kfs有足够时间形成粗大斑晶，故不能过浅。 结晶深度是将钾长石结晶【成核速率小于生长速率】作为条件计算所得结晶温度范围，需要岩浆温度在这个范围内维持相当长的时间才可以导致均一的钾长石斑晶。 一般韧性构造域范围：7km~15km，>15~20km为塑性域。现代大陆地温梯度平均值为30°C/km，变质作用起始温度大致与韧性构造域一致 钾长石斑晶属于岩浆结晶形成的原生斑晶，受化学成分及侵位结晶过程中的物理化学条件影响，钾长石的生长速度大于其成核密度，因而形成粗大斑晶。估算岩浆温度>950℃，钾长石斑晶快速生长时岩浆温度为750C，过冷度△T≈150℃，基质结晶时岩浆温度为600℃，△T≈300℃。

10 变质型斑晶 190° 俯角90° （斜长石斑晶） 台里斜长角闪玢岩

11 变质型斑晶（变斑晶） 特征： 随变质程度不同，岩石常发育片理，片麻理等矿物定向排列的构造 斑晶在岩石中分布均匀，粒度较为稳定
斑晶自形程度次于岩浆型 斑晶与定向排列的矿物之间存在关系 斑晶发育旋转，破碎，熔蚀等构造，往往可见生长和变形痕迹 斑晶矿物种类可以很多（常见Pl,Gt斑晶） 自形程度不高是因为变质过程中生长不自由

12 变质型斑晶成因 ——以台里斜长角闪玢岩为例
变质型斑晶成因 ——以台里斜长角闪玢岩为例 野外证据 岩石均一，暗色基质呈明显的透入性流动构造 出现角闪石及斜长石，无绿泥石，帘石等 斑晶自形不好，发育旋转，破碎现象 斜长石斑晶粒度较大，而且斑晶发育拖尾，旋转方向左右皆有 推断成因 经过明显的变质作用，大致为角闪岩相 斑晶是变质作用过程中形成的或经变质改造 斑晶形成过程中或形成后都经过改造，岩石物理化学条件发生过变化 反映典型的塑性流动构造 基性岩石变质序列：斜长角闪岩： 角闪岩相（特征矿物：角闪石，帘石消失）低角闪岩相 变质温度大约为550~600°，高：600~750° 对应深度（30°/km）为20km左右，已经进入塑性域

13 变质型斑晶形成的构造层次 Note 这在野外层面有时可以用斑晶与基质的关系以及岩石与周边岩石的交切关系确定 Solution
台里斜长角闪玢岩，基质发育透入性，均一的流动构造，说明了岩石整体为塑性域变形产物，深度大于15km，长英质部分熔融原地分异已经开始 斑晶可能是塑性变形过程中岩石部分熔融再重结晶而形成 Note 从野外证据看，发育破碎，旋转以及熔蚀的斑晶一定经历过变质作用和塑性/韧性变形。但无法确定斑晶是变质作用形成的还是岩浆结晶形成后经变质作用改造。 Solution 在有发育破碎，旋转及熔蚀的斑晶情况下，观察岩石基质的面状构造仅能确定变形域：若发育透入性面理，基质均一则为塑性变形域；若发育非透入性面理，则为韧性变形域产物。 斑晶到底是岩浆岩原生斑晶还是变质作用中形成的斑晶，在野外层面上暂时无法判别。

14 表面型斑晶 望海寺绥中花岗岩表面斑晶 175° 仰角5°

15 表面型斑晶 特征： 岩石成分不均一。往往沿裂隙或近表面位置与岩石内部有差异
斑晶在岩石中分布不均。沿裂隙分布或在表面分布。到岩石内部趋于等粒化 斑晶粒度不稳定，同一种岩石可出现多种矿物斑晶。强烈的时候可以过渡到伟晶岩 无变形构造，自形程度较好，常可见自由晶面

16 表面型斑晶成因及构造层次 ——以望海寺绥中花岗岩为例
Solution 表面型斑晶完全属于脆性构造域的产物。有时它也与表生构造联系在一起。 岩浆期后热液以及流体对表面型斑晶生成影响较大。 表面型斑晶成因及构造层次 ——以望海寺绥中花岗岩为例 野外证据 岩石不均一，斑晶沿裂隙或表面发育。内部趋于等粒结构 斑晶多为长英质矿物，较常见自由晶面 同一岩石上可有几种不同的斑晶，粒度变化范围大。有时斑晶与基质的界限不是很截然 推断成因 斑晶是花岗岩经后期的流体热液改造而形成 流体常沿裂隙侵入，在表面与岩石作用 富硅或富钠，钾的流体与岩石作用，导致石英，钾长石，斜长石等矿物晶体发生次生加大，形成所谓的斑晶

17 斑晶形成与构造层次 观察：实习区典型斑晶及分类 分析：不同类别斑晶形成环境 结论：斑晶形成环境的构造层次 进一步研究的想法

18 斑晶的构造层次 实习区斑晶所属构造层次小结： 望海寺绥中花岗岩属于表生构造域 填图区花岗细晶斑岩属于脆性构造域较浅部
海滨公园似斑状钾长花岗岩属于脆性构造域较深部 台里斜长角闪玢岩属于韧性构造域至塑性构造域

19 不同类别斑晶对应的构造层次 表生构造域：表面型斑晶 脆性构造域：岩浆型斑晶 韧性构造域：变质型斑晶 塑性构造域：变质型斑晶 深熔花岗岩

20 斑晶形成与构造层次 观察：实习区典型斑晶及分类 分析：不同类别斑晶形成环境 结论：斑晶形成环境的构造层次 进一步研究的想法

21 进一步研究的想法 对于表生型斑晶要进一步区分它和伟晶岩的界限
对岩浆型斑晶，尤其是本实习区海滨公园的含暗色体似斑状钾长花岗岩需进一步确定暗色体以及浅色体的热封闭年代。 对变质型斑晶，则应辅以薄片岩石学以及成分分析，确定斑晶与基质的物质组成来解决斑晶是原生还是变质产生的问题。而且可以通过斑晶的成分环带等更丰富的信息，结合热力学计算，得出变质pTt轨迹，进而获知整个变形历史。 伟晶岩因为其经常含有大粒晶体而得名，具有粗粒或巨粒结构，粒径通常超过50毫米，晶体最大可以达到数米甚至十米以上长，一般颜色较浅，是一种浅成岩，但常产于深成岩的体内或周围，其包含的晶体经常是有价值的矿物，对于其产生的原因，有多种解释，有的理论认为是由于火山残余的溶浆缓慢结晶而成，也有认为是由于高压造成的强烈扩散条件影响，目前尚没有一致公认的理论。

22 谢谢！