第6章 太空論(6)(1 / 3)

內容:一、礦物和岩石是大雜燴;二、金伯利岩的形成;三、榴輝岩的形成;四、碳酸岩的形成;五、風化使超基性、基性岩等變成花崗岩;六、星球固體殼的分類;七、為什麼中子態的物體密度大;八、有關地球的數據。

一、礦物和岩石是大雜燴

(一)、從礦物和岩石的成分看

在化合物礦物中,水能達到很純的程度。但水能溶解其他物質,因此常常是不純的。至於其他化合物礦物和岩石就更不容易達到純。

自然界的物質經過各種分異:熔離分異、蒸餾分異、重力分異、結晶分異等,被分異出來的物質可以相對純一點;但是達不到完全的純。因為自然界的礦物本來就是大雜燴,比如:《隨》133頁表5.3;134頁表5.4;16頁表2.9;73頁表2.55。

從上邊四個表看,橄欖石、輝石、斜長石等化學成分相同,隻是各種成分的含量不同。這說明三種礦物都夠雜和的,但不能說明所有的礦物和岩石的化學成分都相同,例如:《隨》17頁表2.10白磷鈣礦的化學成分,跟橄欖石的比就沒有二氧化矽和三氧化二鋁。但表2,11熔殼玻璃化學成分和橄欖石的就相同;《變》(《變質岩岩石學》)67頁表Ⅳ—17變粒岩化學成分,71頁表Ⅳ—22斜長角閃岩化學成分,63頁表Ⅳ—15富鋁片麻岩的化學成分,64頁表Ⅳ—16斜長片麻岩化學成分,73頁表Ⅳ—23麻粒岩化學成分比橄欖石的少氧化鎳、三氧化二鉻,多三氧化二鐵、水;76頁表Ⅳ—25榴輝岩類化學成分比橄欖石的多三氧化二鐵、三氧化硫、二氧化碳;《火》77頁表Ⅶ—1超基性侵入岩化學成分比橄欖石多三氧化二鐵、化合水、吸附水、氧化鈷、五氧化二釩,110頁表Ⅷ—3玄武岩類化學成分比橄欖石多三氧化二鐵、化合水、吸附水、二氧化碳,154頁表Ⅹ—1花崗岩類的化學成分比橄欖石多三氧化二鐵、化合水、吸附水,92頁表Ⅶ—8碳酸岩的化學成分比橄欖石少氧化鎳、三氧化二鉻,多三氧化二鐵、二氧化碳、氧化鋇、氧化鍶、硫、水、炭質、其它。

從以上的比較可以看出,橄欖石、輝石、斜長石等各種礦物之間;橄欖石等礦物和超基性岩、基性岩(如玄武岩)、酸性岩(如花崗岩)、碳酸岩等岩類之間,在化學成分上略有差異,但基本上相同,隻是各種成分含量不同;而且,都不是單一的純淨物,全是由多種化學成分構成的,所以說:各種礦物和岩石都是大雜燴。

(二)、從岩漿岩的酸度(二氧化矽的重量百分數)看

超基性岩:二氧化矽<45%,鈣堿性橄欖岩—苦橄岩類:二氧化矽38—45%,偏堿性金伯利岩類:二氧化矽20—38%,過堿性:霓霞岩—霞石岩類二氧化矽38—45%,碳酸岩類二氧化矽<20%;

基性岩:二氧化矽45—53%;

中性岩:二氧化矽53—66%;

酸性岩:花崗岩—流紋岩類二氧化矽>66%(《火》69頁)。

從二氧化矽的含量(酸度)看,岩漿岩的總趨勢是,由超基性岩向酸性岩過渡;也就是岩石由高溫高壓的地幔環境,向常溫常壓的地表環境過渡。結合(一)化學成分看,礦物和岩石是大雜燴。

(三)、從岩石的過渡看

各種類型的岩漿岩糾纏不清,從純橄欖岩(超基性岩)向基性岩過渡者,可含少量基性斜長石(《火》74頁);輝長岩(基性岩)有的含少量的鉀長石和石英(《火》101頁);

閃長岩(中性岩)與花崗岩類及正長岩類之間都有過渡種屬。若閃長岩中堿性長石含量增加,可過渡為二長岩至正長岩;若石英含量增加,暗色礦物含量降低,可過渡為石英閃長岩至斜長花崗岩;若堿性長石、石英含量同時增加,而暗色礦物減少時,可過渡為石英二長岩至花崗閃長岩、花崗岩。

安山岩(中性岩)礦物成分:斜長石、角閃石、黑雲母、輝石、堿性長石(透長石、歪長石),此外,有的安山岩中有少量的橄欖石或石英(《火》125頁)。從超基性岩到酸性岩的礦物,在安山岩中都有。可見,安山岩夠雜和的;安山岩是基性、超基性、酸性等各種岩石,在地殼運動中形成的混合熔體。

鈣堿性係列花崗岩主要礦物有石英、鉀長石和酸性斜長石(更長石),次要礦物有黑雲母、普通角閃石及少量輝石。堿性係列中以含有大量堿性長石和堿性鎂鐵礦物為特征,代替酸性斜長石的是鈉長石,代替普通角閃石及輝石的是堿性角閃石和堿性輝石(《火》148頁)。

以上情況,說明各種岩漿岩在礦物成分上具有過渡性和混雜性。自然界礦物的分異得到的純是相對的,而礦物的混雜是普遍的和無法避免的。所以說,礦物和岩石是大雜燴。(2008年10月寫完。)

二、金伯利岩的形成

(一)、金伯利岩漿來源於上地幔

金伯利岩中碳酸鹽化形成的方解石,根據同位素分析,表明二氧化碳應為岩漿來源,而不是來源於周圍的海相碳酸鹽地層;金伯利岩中含石榴石二輝橄欖岩包體及岩石的鍶同位素初始值,都表明金伯利岩漿來源於上地幔。

(二)、金伯利岩漿生成於鈣堿性超基性岩漿和堿性玄武岩漿

1、金伯利岩和堿性玄武岩中也有二輝橄欖岩包體

2、在我國西藏,曾發現原生金剛石賦存於阿爾卑斯型超基性岩體——方輝橄欖岩體內。

3、二輝橄欖岩、方輝橄欖岩都是鈣堿性超基性岩(《火》72—88頁)。

4、阿爾卑斯型超基性岩是以純橄欖岩和方輝橄欖岩為主的超基性岩,產於深大斷裂中(《火》79頁)。

5、不含金剛石的金伯利岩,往往有過渡型伴生岩體,如黃長雲煌斑岩、麥美奇岩、苦橄岩、碳酸岩、雲母橄欖岩等。

6、岩脈的含礦性,以產狀陡的沿基底裂隙直接侵入的較好。金剛石的含量隨橄欖石含量增加而增加。

金伯利岩產於穩定的地台區(《火》87頁)。所以說,金伯利岩漿產生於鈣堿性超基性岩漿或堿性玄武岩漿,即上地幔岩漿。

(三)、上地幔岩漿帶著金剛石上侵並同化圍岩

沿深大斷裂上侵的上地幔岩漿,帶著在高壓下形成的金剛石或在隱爆中產生的金剛石,以自己的高溫高壓使早已形成的輝長岩或玄武岩變質形成鎂鋁榴石(《變》75—76頁),並在多次上侵過程中同化圍岩——片麻岩、灰岩等,形成多世代的橄欖石和金雲母。為什麼這樣說呢?

1、絕大多數金伯利岩都形成於白堊紀(白堊:石灰岩的一種,主要成分是碳酸鈣)。

2、金伯利岩體都很小,而且往往沿一定方向成群出現(《火》88頁)。這跟花崗偉晶岩形成的情況類似。(《火》28頁、170頁:這些偉晶岩脈有可能是就地交代作用生成,其證據如……)

3、細粒金伯利岩有塊狀構造及岩球構造,偶見少量蛇紋石化橄欖石及金雲母斑晶。遭受強烈碳酸鹽化後,外貌似灰岩;強烈矽化後及褐鐵礦化後,外貌似鐵帽(《火》86頁)。“強烈碳酸鹽化”、“矽化”、“褐鐵礦化”,即上地幔岩漿同化圍岩形成金伯利岩的具體事實。

4、岩球構造:球心多為蛇紋石化橄欖石,少數球心為灰岩、片麻岩等,球體外殼由細粒金伯利岩組成,礦物呈同心環狀分布(《火》84頁)。球心的“灰岩”、“片麻岩”等,正是岩漿捕虜的圍岩。捕虜、同化圍岩是岩漿上侵時進行的。所以金伯利岩是上地幔岩漿上侵時同化圍岩形成的。

5、金剛石的含量隨橄欖石含量增加、鎂鐵比值的增高而增高(《火》87頁)。這證明:金剛石形成於上地幔。

6、在金伯利岩中,金雲母含量高者含礦性差(《火》83頁)。這是為什麼呢?首先看金雲母是怎麼來的:黑雲母成分中一般為Mg∶Fe<2,當Mg∶Fe>2時,稱金雲母。黑雲母主要產於岩漿岩和變質岩中,金雲母主要產於變質岩中。金伯利岩的主要成分之一是金雲母。可見金伯利岩是來源於上地幔的岩漿同化變質岩形成的。這種岩漿同化圍岩越多,金雲母產生得也就越多。因此,含礦性也就越差。(比如:把單位體積中所含的金剛石數量比做一克鹽。一克鹽放在一碗水中是鹹的;但把一克鹽放在井水中,井水也就顯不出鹹味了。)所以說,金伯利岩是上地幔岩漿同化圍岩形成的。(2008年11月24日寫完。)

三、榴輝岩的形成

在基性岩漿岩(輝長岩、玄武岩)和榴輝岩之間存在著相變關係,在較低壓力下原屬基性岩的主要礦物斜長石、輝石、可能還有橄欖石,隨著壓力的升高,可通過變質反應形成綠輝石+石榴子石+石英組合,伴之以斜長石的消失(《變》75頁)。

因為榴輝岩的形成需要極高的壓力條件,主要有以下幾種:

榴輝岩呈玄武岩、橄欖岩和金伯利岩中的包體產出。這種包體來自上地幔或地殼下層,由岩漿的上侵或噴出帶到地殼上部或地表。這種包體是早期形成的基性岩漿岩,因構造運動或板塊下插(俯衝)落入地殼深處或上地幔的,又因這裏的高溫高壓變質形成榴輝岩。後來,因構造運動地層斷裂,岩漿沿斷裂上升,榴輝岩的碎塊成了岩漿中的包體被帶了上來。因為圍岩是鎂鐵質的,所以榴輝岩中的石榴子石是富鎂的。

基性岩漿岩隨著上覆岩層的加厚——厚到30公裏以上(最厚可達70公裏),壓力加大,又可從斷層處得到地下高溫,就形成結晶基底變質岩。這種變質岩的基性部分,常有機會從沿深大斷裂上升的岩漿那裏,獲得高溫變質成榴輝岩。因圍岩的成分不同,其中的石榴子石有的富鎂,有的富鈣,有的富鐵和鈣等等。(2008年11月25日寫完。)

四、碳酸岩的形成

碳酸鹽和矽酸鹽混合熔體,在低壓條件下不混溶。它常與堿性超鎂鐵質岩共生。因此,碳酸岩岩漿的原始岩漿,可能是堿性橄欖玄武岩岩漿。這種原始岩漿從地下迅速上升過程中,由於壓力的降低使碳酸鹽從熔體中分離出來,形成了派生的碳酸岩岩漿。(《火》93—94頁。)