花岗岩——大陆经典
花岗岩是地球各大洲的象征:它是一种缓慢冷却、富含二氧化硅的熔体,在地下深处凝固成由浅色长石、玻璃状石英和点缀其间的深色矿物交错构成的马赛克图案。无论是抛光还是风化,花岗岩都保留着相同的故事——晶体大到肉眼可见,像拼图一样拼合,并且坚韧到足以支撑起山脉。(它是地质学中的慢炖锅:长时间煨煮,最终呈现出令人惊叹的效果。)
什么算作花岗岩? 🔎
在日常用语中,“花岗岩”通常指“坚硬、有斑点的岩石”。在地质学中,它的含义很明确:一种粗粒的、 长英质 侵入岩富含 石英 以及 碱性长石(K-feldspar) 和 斜长石,以及少量暗色矿物(黑云母、角闪石)。改变成分,名称就会改变——花岗闪长岩、长闪长岩、正长岩等等。
矿物学 & 组成 🧱
必需矿物质
- 石英 — 透明/灰色,玻璃状;无解理;贝壳状断口。
- 碱性长石 — 粉红色至奶油色“块状”;两个 ~90° 处的解理;可能显示 细粒 条纹。
- 斜长石 — 白色至灰色;细平行孪生(钠长石孪晶)。
- 黑云母/角闪石 — 呈现出盐和胡椒外观的深色薄片或棱柱体。
配件故事讲述者
- 锆石 (虽小但可追溯) 磷灰石, 磁铁矿/钛铁矿, 褐帘石, 电气石。
- 这些颗粒是时间胶囊:它们捕获微量元素并记录花岗岩的历史。
| 组分 | 典型比例 | 需要注意什么 |
|---|---|---|
| 石英 | 约20–40% | &玻璃状、不规则斑块|
| 钾长石 | ~20–60% | 粉色/奶油色“瓷砖”;可能有条纹 |
| 斜长石 | 约10–35% | 白色/灰色;细双条纹 |
| 镁铁质矿物 | ~0–15% | 黑云母片;角闪石棱柱体 |
花岗岩是如何形成的 🌋
地下缓慢冷却
花岗岩由富含二氧化硅的岩浆结晶而成,岩浆在深层缓慢冷却,形成巨大可见的晶体。这些晶体——深成岩 和广阔的 深成岩—后来因隆起和侵蚀而显露出来。
构造厨房
花岗岩在俯冲带上方的大陆弧、地壳碰撞以及板块内环境中生长茂盛。不同的“厨房”会调整其风味(微量元素、辅助矿物)。
伟晶岩的终结
当岩浆接近固体时,剩余的富含水的熔体供给 伟晶岩—含有巨型晶体和偶尔出现的绿柱石和电气石等宝石的矿脉。
纹理 &“花岗岩相邻”岩石 🔍
常见纹理
- 显晶质: 肉眼可见的晶体。
- 斑状: 粗基质中的大长石晶体。
- 图形花岗岩: 共生的石英-长石图案看起来像符文。
结构 &怪癖
- 飞地: 深色、细粒的块状物——镁铁质岩浆混杂其中。
- 捕虏体: 烧焦的乡村岩石碎片。
- Rapakivi 纹理: 一些古代花岗岩中,斜长石覆盖着卵形钾长石。
值得提及的亲戚
- 花岗闪长岩/闪长岩: 斜长石较多;仍含石英。
- 正长岩: 富含长石,石英很少或没有。
- 流纹岩: 花岗岩的细粒火山对应物。
- 花岗片麻岩: 具有带状/叶理的变质表亲。
字段识别 🧭
快速检查表
- 互锁的可见晶体 由浅色长石 + 玻璃石英 + 深色斑点组成。
- 硬度: 划伤玻璃(感谢石英);在稀酸中不会冒泡。
- 长石解理: 两个位于~90°(钾长石);斜长石上有细条纹。
- 整体颜色浅 和 低的 深色矿物质含量(通常 <15%)。
亲身观察
- 使用手机微距镜头来发现 孪生 斜长石上的线条。
- 用手电筒照射:石英闪着玻璃般的光泽;黑云母像小镜子一样闪烁。
- 比较新鲜的断裂面与风化的表面——晶体边界在新鲜的表面上出现。
风化 & 风景 ⛰️
化学风化
长石经水解作用转化为粘土矿物;石英则抵抗水解,积聚成沙子。解聚花岗岩——鹤—许多斜坡上都覆盖着松脆的沙砾。
物理风化
在地表附近,卸载会形成板缝, 去角质 圆顶。球状风化将石块变成巨石和岩石。
地貌
花岗岩构成了崎岖的高地、悬崖峭壁、圆润的岛山和干净的巨石场。节理图案则引导着悬崖、裂缝和可攀爬的岩壁。
花岗岩 & 深度时间 ⏳
锆石钟
锆石 花岗岩中的晶体在形成时会吸收铀,但会排除铅。随着时间的推移,铀会以已知的速率衰变为铅——因此锆石的年代测定非常精确。许多大陆地壳的最佳年龄都来自这些微小的晶体。
年龄揭示了什么
花岗岩贯穿了地球历史——从太古代基底到年轻的造山带。年龄模式描绘了地壳生长、碰撞和长寿命岩浆弧的脉动。解读锆石就像翻阅地球的日历。
花岗岩上的地标 🌍
优胜美地的巨墙
标志性的花岗岩(花岗岩和花岗闪长岩)悬崖,由冰川雕琢而成。节理网络和剥落层塑造出垂直的戏剧效果。
派克峰 & 朋友
科罗拉多州著名的粉红色花岗岩,带有蔓延的伟晶岩——博物馆大小的长石、烟晶和绿柱石的来源。
康沃尔深成岩(英国)
花岗岩是达特穆尔、博德明荒原和兰兹角的基底;它的热量推动了历史上锡和铜的矿化。
石山(佐治亚州)
亚特兰大附近有一块巨大的圆顶花岗岩体;上面有典型的剥落和节理图案。
托雷斯德尔潘恩(智利)
花岗岩尖顶侵入更古老的岩石中——冰川雕刻出了我们今天看到的引人注目的塔楼和角。
勃朗峰(阿尔卑斯山)
花岗岩和片麻岩高耸入云;这是深层地壳岩石和冰川建筑的典型结合。
显微镜下的花岗岩 🔬
薄片
- 石英 呈现出波状消光(随着舞台转动,光线呈波浪状变暗)。
- 斜长石 显示出多片复合双胞胎——交叉极化下的细斑马条纹。
- 钾长石 经常显示出条纹长石——像苍白火焰一样的钠长石的共生体。
- 黑云母 具有多向色性(旋转时颜色会改变),带有棕绿色色调。
这意味着什么
这些纹理记录了冷却速率、变形和后期流体活动。即使是一块“普通”的台面岩石,也变成了生长历史的微景观。
问题 ❓
为什么有些花岗岩是粉红色的,而有些是灰色的?
粉色来自钾长石;灰白色则反映了更多的斜长石。石英增添了玻璃般的亮斑;深色矿物则增添了胡椒般的光泽。
“黑色花岗岩”真的是花岗岩吗?
通常不会。许多黑色装饰石都是辉长岩、辉绿岩或斜长岩——粗糙的火成岩,不含花岗岩的富含石英的成分。
花岗岩和流纹岩有什么区别?
相同的一般化学性质;花岗岩在地下缓慢冷却(粗颗粒),流纹岩在地表喷发(细颗粒至玻璃)。
花岗岩会与酸发生反应吗?
石英和长石在稀酸中不会冒泡。任何气泡都来自方解石脉或内含物,而非花岗岩本身。
花岗岩可以镶嵌宝石吗?
与花岗岩有关的伟晶岩可以生长出绿柱石、电气石、黄玉等大型晶体——这是花岗岩岩浆作用的甜点过程。