最常见的侵入岩是什么( 三 )


镁铁质侵入岩构造主要为块状构造 , 也常见带状构造和球状构造 。
(三)产状及侵位机制
镁铁质侵入岩的产状可依据岩石类型分为两类:辉绿岩通常以厚度较小的岩墙和岩床为主,辉长岩可呈现厚层的岩墙和岩床,但主要以岩株、岩盖、岩盆等独立岩体产出,还可与超镁铁质岩共同组成层状侵入体 。也有少量以镁铁质包体形式产于花岗岩类侵入岩中 , 有的可作为岩浆混合的证据 。
◎镁铁质岩墙(岩床)和岩墙群:单个岩墙的厚度通常数厘米到数百米不等,延伸可达数十到数百千米,有的岩墙甚至可超过1000km 。镁铁质岩墙中心通常为辉绿岩(较厚的也可能为辉长岩),就位浅的通常出现冷凝边 。岩床的单层厚度很少超过百米,但一个地区多层岩床的总厚度却可达数千米 。由若干条(最多的可达数百条)平行的或放射状分布的岩墙组成的集合体称为岩墙群 。岩墙群常常是大火成岩?。╨arge igneousprovince)的组成部分 , 代表了大火成岩省的根带 。岩墙群的出现代表了岩石圈的伸展作用,在太古宙和古元古代地体中的岩墙群还被作为存在地幔柱的证据 。地球上最大的岩墙群是加拿大地盾西半部的中元古代(1267Ma)麦肯齐(Mackenzie)岩墙群,其宽达500km,长达3000km(Schwab et al , 2004) 。我国华北克拉通的古元古代岩墙群也具有代表性(Peng et al,2008) 。
玄武质岩浆以岩墙还是岩床的方式就位,主要取决于地壳中的岩浆体所受最小的阻力方向 。图7-2a显示理想状态下扩张岩墙顶端所受应力,岩浆体在顶端(z1-z2)向上的扩张主要受以下几个因素控制:Pm岩浆的内压,σ3区域应力场最小主应力 , κ为围岩的抗张强度(地壳岩石一般为50MPa),当满足Pm>σ3+κ时,岩墙将持续向上延伸 。
图7-2 岩浆顶端扩张所应力示意图(据Robin,2010)
σ3—地壳最小主压应力;Pm—岩浆内压;
—岩床上覆岩石的平均密度;g—重力加速度;h—岩床就位深度 , 等于上覆岩层厚度
岩床就位通常发生在相对较浅的部位,垂直方向的静压构成了最小主应力,在这种状态下(图7-2b),破裂在侧面的传播。在浅层的沉积岩中,岩浆和沉积岩中孔隙水接触时产生的水蒸气有助于降低围岩的抗张强度κ , 使其近似为0 , 岩床的传播只需要岩浆的内压克服围岩的静压即可 。
◎锥状岩席和环状岩墙:通常围绕较大的岩体分布,可延伸到岩体之外的围岩中,平面上通常呈现弧形 , 锥状岩席产状内倾 , 环状岩墙产状外倾 。Anderson(1938)分析了形成锥状岩席和环状岩墙的应力状态,绘制了应力迹线图解(图7-3) , 揭示了锥状岩席和环状岩墙的成因 。如图7-3a所示,岩浆上升侵位过程中,对上覆围岩造成强大的挤压力 。此时,围岩中最小主应力迹线如图中细实线所示,自岩浆房向外呈辐射状 , 因此形成剖面上呈锥状的张裂系 , 被岩浆充填形成锥状岩席 。环状岩墙与此相反,同岩浆的压力逐渐减小有关 。围岩中最小主应力迹线如图中虚线所示,近平行于岩体与围岩的接触界面,最大主应力迹线如细实线所示与接触界面近于垂直 。图7-3b中的粗实线代表与最小主应力迹线相交约30°方位的剪应力迹线方向形成的剪裂面,经岩浆充填后形成环状岩墙 。