花岗岩基本知识.pdf

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1、花岗岩的基本知识最普通的事物往往也是最复杂的， 一些我们习以为常的现象实际上隐藏着深奥的科学道理， 而一些看起来十分深奥的科学道理其实又十分简单。 这种简单与复杂的相互交错时刻困扰着我们， 使我们面对实际地质问题时常常手足无措。 花岗岩问题就是这样的科学问题之一。学者们一般认为，固体地球的表层是由刚性岩石组成的， 称为岩石圈，包括上部的地壳和下部的岩石圈地幔。 岩石圈之下的地幔可能具有地质时间尺度上的塑性形质， 其主要构成为橄榄岩。在漫长的地质历史时期， 地幔以部分熔融的方式分异形成了地壳， 地壳本身也不断分异使其一部分地区拥有了密度比地幔岩石小得多的花岗质岩石分布区， 这就是大陆地壳。 大陆

2、壳与大洋壳最本质的区别就是陆壳内有巨厚的花岗岩， 因而具有大得多的浮力， 使得陆壳很难被卷入地球内部物质再循环。 因此， 大陆地壳保留了比大洋地壳长得多的演化历史记录，成为揭示地球早期演化的“黑匣子” 。可见，花岗质岩石在地质学中占有重要的地位，其复杂性至今仍然困扰着学术界， 许多关键性问题都没有得到合理解释， 被普遍称之为花岗岩问题。花岗岩问题是一个古老而复杂的科学问题。 究其原因，一方面，我们对花岗质岩石习以为常，在大陆地区几乎处处可见，因为它们是大陆地壳的基本物质组成；另一方面，许多学科的学者都需要与花岗质岩石打交道，他们独特的视角往往会与相邻学科的认知发生矛盾，使得花岗岩问题变得越来越

3、复杂。但是，对于普通民众来说，学者们的争议可能并不是那么重要， 甚至会觉得有点不可思议： 为什么学者们会为了一块石头的成因争得不可开交？其实， 花岗岩问题也与我们的生存环境和未来息息相关。 国民经济建设所需求的许多矿产资源都与花岗岩类有关， 这种关系常常被称为花岗岩的成矿专属性； 花岗岩本身也是上好的建筑石料， 在工程建筑和房屋装修方面扮演了重要角色；花岗岩体还常常形成各种奇特的地貌景观， 是人们休闲、旅游的极佳场所。因此，人们对有关花岗质岩石的知识越来越感兴趣， 普及有关花岗岩方面的知识成为国家地质公园的重要任务。为了达到这个目的，本文力图以最通俗的语言来描述与花岗岩有关的问题。 首先，我们

4、必须知道什么是花岗岩，花岗岩具有什么样的特征，这将是本文第一部分的内容。 其次，我们要知道花岗岩是怎么形成的， 因为花岗岩的形成过程与它的特征密切相关， 因而第二部分对花岗岩成因机理进行了讨论。 第三，我们将谈谈花岗质岩石为什么重要， 花岗质岩石的研究有助于解决哪些地质科学问题。 这一部分有一定的难度， 涉及到一些地球科学的本质问题，可以供科学爱好者参考。 最后，尽管我们对花岗岩地貌的成因不太熟悉， 仍然试图做一些简单讨论。一、什么样的岩石称为花岗岩？一、什么样的岩石称为花岗岩？岩石是固体地球的主要构成， 它本身又是由矿物组成的， 而矿物则是由元素组成的， 这样的概念已经成为地质界的共识。 根

5、据形成岩石的地质作用过程的特点， 岩石被划分成火成岩、沉积岩和变质岩三大类。地球上的火成岩 （由岩浆固结形成的岩石）按其产状可以划分为火山岩 （主要由喷出地表的岩浆固结而成） 和深成岩 （由侵入于地下深处的岩浆固结形成） 。按岩石中 SiO2含量不同， 岩石学家一般将火成岩划分为超基性岩 （SiO263%） 。出露最广的火山岩是基性的玄武岩， 主要分布在大洋地区； 出露面积最大的深成岩是酸性的花岗岩，主要分布在大陆地区。因此，花岗岩是与我们朝夕相处的地质体， 被认为与大陆的生长密切相关。 什么是花岗岩呢？按照地质辞典的解释， 花岗岩 “是一种分布很广的深成酸性火成岩，SiO2含量多在 70%以

6、上，颜色较浅，以灰白色、肉红色较为常见。主要由石英、长石及少量暗色矿物组成，其中石英含量在20%以上，碱性长石常多于斜长石” 。对于这样的解释，非专业人员一般不会感到满意， 因为它引入了更多的、 人们不熟悉的专业术语， 多少有点以词解词的嫌疑。 最普通的理解， 花岗岩就是石英含量 （体积百分比， 下同） 大于或等于 20%、斜长石/（斜长石+碱性长石）=1065%的深成岩。由此可见，花岗岩的定义和分类命名与其组成矿物的种类及其相对含量有关。 由于矿物百分含量界限是人为确定的， 而自然界岩石的矿物组成是逐渐变化的， 即使专业人员也难于将花岗岩与其类似岩石严格区分开来。 由此出现了广义花岗岩（花岗

7、岩类或花岗质岩石） 与狭义花岗岩的称谓。 广义花岗岩类岩石一般指花岗岩及与花岗岩具密切共生关系、矿物成分以含石英 （5%）和长石为主的中酸性侵入岩（钙碱性岩类及部分钙碱性-碱性岩类的岩石） 。1 1、花岗岩的基本特征、花岗岩的基本特征习惯上，非专业人员常常将花岗质岩石统称为花岗岩。 对于专业人员来说， 这样的称呼火山渣锥火山颈熔岩流复式火山火山岩管岩盖岩盆岩株岩基图 1-1 不同侵入体的形态和产状（据 Monroe J S & Wicander R,1997）岩床岩墙（岩枝）常常是不能接受的，因为花岗质岩石实际上是一个大类， 包含了许多种属， 每一个种属都可能蕴含着独特的地质信息。为此，岩石学

8、家常常依据花岗岩的某些特征进行详细分类。（1 1）花岗质岩石的地质特征）花岗质岩石的地质特征花岗质岩石是由花岗质岩浆固结而成。 通常， 花岗质岩石可以构成规模大小悬殊的深成侵入体，从分布面积数百、数千平方公里的岩基， 到出露宽度仅数厘米的岩脉。这是因为花岗质岩浆具有很大的粘度变化， 决定了其侵位机制 （岩浆从源区上升到最后固结成岩的方式）的巨大变化和复杂多变的岩体形态。根据花岗岩侵入体与围岩 （侵入体周围的岩石） 的接触关系可以划分出整合侵入体和不整合侵入体。 当侵入体与围岩的接触面基本上平行于围岩的层理或片理时， 称为整合侵入体整合侵入体。相反，如果侵入体切割围岩片理、层理， 接触面产状与围

9、岩片理和层理产状不一致，则称为不整合侵入体不整合侵入体。侵入体按形态、大小可以进一步分为以下几类（图1-1） 。（1 1）岩基：）岩基：是规模最大的巨型侵入体，面积大于100km2，最大可达数万km2。当岩浆粘度很大时，其运移能力非常有限，常常构成大岩基。这实际上意味着岩浆形成后没有太大的位移，可以称为原位花岗岩（形成深度大） ；同时也暗示岩浆是缺乏挥发分（H2O、CO2等）的，因为挥发分的增加将导致岩浆的粘度和密度降低，从而增加岩浆的活动性；也意味着这样的侵入体岩性分布是不均一的； 形成岩基的岩浆是相对低温的岩浆。 岩基的平面型态常常是不规则状，有时与围岩形成过渡关系。（2 2）岩株）岩株：

10、面积小于 100km2的侵入体。与岩基相比，其形成温度较高，成分相对均一，侵位于地壳较浅的位置。 岩株的平面形态一般近似于等轴状， 常常由脉动式侵位的若干个岩石单元组成，如北京房山岩体。岩株边缘常有一些不规则的树枝状岩体侵入围岩中， 被称为岩枝岩枝。（3 3） 岩盆岩盆： 为中央略微下凹， 呈盆状的整合侵入体。 厚度与直径之比大致为 1:101:20，一般由密度较大的层状基性超基性岩组成， 规模一般较大。理论上说，当粘度较小时，酸性岩浆也可以形成这样的侵入体。 岩盆侵位的深度也比较大， 岩浆侵位压力不足以将上覆岩层顶起。（4 4）岩床：）岩床：又称岩席，是厚薄均匀、近水平产出的整合的板状侵入体

11、。岩床以厚度小、面积较大为特征，基性和超基性岩体常出现这类产状。 其潜在的含义是岩浆粘度较小， 因而花岗质岩石一般不以这种形式产出。（5 5）岩盖：）岩盖：为一种蘑菇状的整合侵入体，与岩盆相反，这类侵入体是顶面上凸底面相对平整，因而是岩浆年度较大、侵位深度较浅的标志。（6 6）岩墙：）岩墙：是一种厚度稳定，近于直立的不整合的板状侵入体，长为宽的几十倍甚至几千倍， 厚度一般为几十厘米到几十米。著名的津巴布韦大岩墙，厚 314km，长 500km。岩墙是岩浆沿张裂隙惯入而形成的，在同一地区常形成由若干条岩墙平行分布或呈放射状分布的岩墙群。因此，岩墙的空间展布形式反映了岩浆侵位期间的区域构造应力场或

12、岩浆活动的阶段性。放射状岩墙和锥状岩墙形成于岩浆强烈上升时期，环状岩墙形成于岩浆房顶板坍塌时期。可见，尽管环状环状岩墙岩墙和锥状岩墙锥状岩墙（岩席）的平面形态都是断续的同心圆状，其地质意义则完全不同（图 1-2） 。由此可见，火成岩的产状实际上是岩浆侵位深度、岩浆冷却条件、岩浆物图 1-2 放射状、锥状和环状岩墙理性质及其与围岩相互关系的综合反映。岩浆上侵定位时的深度不同， 会影响到岩浆体系的冷却速度、 结晶压力及挥发组分的溶解度，从而对最终固结的岩浆岩的矿物组成、 结构构造产生影响。因此，岩石学家提出了深度相的概念，用于反映岩浆侵位的物理环境。 按照侵入体的定位深度，可分为浅成相、中深成相和

13、深成相等三个相。 侵入岩的相可根据其矿物组成、 结构构造及围岩蚀变程度等特征进行识别。（1 1）浅成相浅成相：侵入深度为 03km。侵入体规模较小，常见岩墙、岩床、岩盖、小岩株、隐爆角砾岩体等，岩体中可以发现晶洞构造， 与围岩多呈不整合接触。因冷却速度快、静岩压力较低，挥发组分逸失较多，岩体具细粒、隐晶质结构及斑状结构，斑晶可具再吸收边或暗化边结构。矿物常保存了高温条件下的结构状态，斜长石环带发育、常见高温石英斑晶、出现易变辉石等。岩体接触变质较弱，有时有硅化、绿泥石化、绢云母化蚀变，浅成相小型侵入体常与金属矿产有关，尤其是隐爆角砾岩体，是很好的容矿岩体。（2 2）中深成相：）中深成相：侵入深

14、度为 310km，多属较大的侵入体，如岩株、岩基、岩盆等，也有岩盖、 岩墙等小型侵入体。 因冷却速度较慢， 并具有相对较高的静水压力， 岩石具中粒、中粗粒结构、似斑状结构，岩体组成一般不均匀， 矿物内部的结构状态在缓慢冷却过程中得到调整，如斜长石环带不发育， 石英为它形的低温石英。接触变质带较宽，有时有云英岩化带，常见矽卡岩带，在接触带可形成各种接触变质和高温汽成热液矿床。（3 3）深成相）深成相：侵入深度10Km。岩体较大，岩体走向与区域构造线理方向一致，围岩为区域变质的结晶片岩、片麻岩类，岩体主要为花岗岩类。岩体常为片麻状构造， 交代结构十分发育，斜长石无环带。岩体无冷凝边，围岩无接触变质

15、带，与围岩多为逐渐过渡关系。除此之外，在同一水平高度上，侵入体不同部位的固结条件也是不同的。 由侵入体边缘向中心方向，固结时的冷却速度由快变缓， 矿物结晶粒度因而具有由细到粗的变化， 因此由边缘向中心又分为边缘相、边缘相、过渡相过渡相和中心相中心相。需要注意的是，虽然这里再次列举了侵入体水平分带的可能性，现在已经很难在花岗岩分布区找到这样的实例了。 例如，过去被认为具有典型岩相分带特征的房山岩体， 现在已经证明不仅仅是冷却条件的差异所造成， 主要是岩浆脉动式侵位的结果。（2 2）花岗质岩石的矿物学特征）花岗质岩石的矿物学特征尽管目前已知有 3000 多个矿物种属，一种岩石中所包含的矿物数量一般

16、很有限。根据吉布斯相律 F=C-P+2（C 为独立组分数，t/oCP 为相数，F 为影响热力学平衡的诸因素中平衡时可以独立变化的因素数） ， 对于主要由 SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、1500CaO、Na2O 和 K2O 组成的硅酸盐岩石来说，其主要矿物组成也是有限的。因此，岩石学家将岩石的主要组成矿物称为造岩矿物，并按其所占岩石体积百分比大小划1000分为主要矿物（一般大于 10%） 、次要矿物（通常小于 5%）和副矿物（通常小于1%） 。主要矿物主要矿物顾名思义，指的是构成岩500石的基本矿物，如花岗质岩石中的石英、碱性长石和斜长石，其含量的多少决定了岩石的基本名称，如

17、正长花岗岩、二长花岗岩等。次要矿物次要矿物次要矿物系指在岩石中010304050 p/kbar20含量较少的矿物，它们的含量不足以影响图 1-3 石英体系相图岩石的基本名称，但决定了其种属名称。这些矿物从含量上说是次要的， 但可能具有重要的成因意义。 例如，含白云母的花岗岩意味着岩浆来源于富铝的源区岩石， 含角闪石的花岗岩常常意味着岩浆形成过程中有地幔组分的加入。因此，我们可以将含有这类矿物的花岗岩分别命名为白云母花岗岩或角闪石花岗岩。副矿物副矿物系指含量极少的矿物，一般不超过 1%，有时可以达到 3%。常见的副矿物有磁铁矿、钛铁矿、锆石、榍石、磷灰石、褐帘石等。副矿物在岩石分类命名中一般不起

18、作用，但有时具有重要意义。例如，最近有人根据岩石中Zr 的含量划分出高温花岗岩和低温花岗岩，联系到锆石的熔融温度较高， 其潜台词意味着锆石是低温花岗岩的源区残留矿物， 而高温花岗岩形成时锆石已经进入熔浆中。花岗质岩石中的造岩矿物又可以按成分划分为长英质矿物和镁铁质矿物。石英石英石英是地壳岩石的主要造岩矿物，其化学分子式为 SiO2。虽然石英的化学成分简单，其结构变体却十分复杂，在不同的温度压力条件下呈现不同的结构变体（图 1-3） 。花岗质岩石中产出的石英常见为低温石英（-Q） ，由于石英通常与长石同时结晶（共结结晶作用）或晚于长石，花岗质岩石中石英的晶体形态一般为它形粒状。 随着压力的升高，

19、同样成分的岩浆中石英可以比长石早结晶，因而具有更加自形的特点，同时其种属也转变为高温石英（-Q） 。因此，在花岗斑岩中石英常常呈六方双锥自形晶产出，在岩石中构成斑晶。由图 1-3 可见，石英是一个可以在很宽广的温度压力范围内稳定的矿物， 加之其化学成分简单，在地质过程中很难遭受次生变化。因此， 无论是在手标本中还是显微镜下，石英一般都是无色透明，并且没有解理。但是， 石英晶体中有时可以包含一些机械混入物，特别是在岩浆晚期结晶的石英中，因而导致石英呈现不同的颜色，如烟水晶、黄水晶、紫水晶等。当石英晶体裂纹发育时，由于光的反射作用也可以使其呈乳白色。碱性长石碱性长石碱性长石是钾长石（KAlSi3O

20、8）和钠长石（NaAlSi3O8）的一系列类质同象固溶体矿物。类质同象系指物质结晶时其晶体结构中本应由某种离子或原子占有的位置被介质中一部分性质相似的他种离子或原子所取代， 共同结晶成均一的单一晶体而不引起键性和晶体结构型式发生质变的特性。 当 Na 离子替换钾长石中的K离子或 K离子替换钠长石中的Na 离子时，就像钾长石分子与钠长石分子互相溶解一样， 高温时形成一个连续的固溶体系列， 其长石种属包括：透长石（ San） 、歪长石（ Anor）和高钠长石 （H-Ab） ；低温时将会发生固溶体分解，AnAnAnAn90Byt90Byt70Lab70Lab50AndPlTwofeldsparsOl

21、g50And30OlgAnt-perM-perPerOr/Mil3010H-AbAnorSan5080L-Ab1015Ab10OrAb6085Or图 1-4 长石分类图（据 W. A. Deer et al., 2001）其主要种属包括：微斜长石(Mil)、正长石(Or)、条纹长石(Per)、低钠长石等(L-Ab)（图 1-4） 。随着温度的降低，不仅两个端元组分的溶解度降低， 晶体结构也会发生相应的改变， 由透长石的单斜对称转变为微斜长石的三斜对称。 同时， 端元组分之间溶解度的降低导致碱性长石的分解， 在固相条件下形成富钠和富钾的两种碱性长石， 或由于不能彻底分离而形成条纹长石。由于钠长石

22、分子与钙长石分子之间也常常形成连续固溶体系列（见下文） ，且富钠碱性长石的光学性质与斜长石接近，人们很容易将其划归为斜长石，有时导致分类命名的错误。花岗质岩石中最常见的碱性长石是钾长石，肉红色为主，厚板状。钾长石发育卡斯巴双晶，一个晶体由两个单体组成， 在手标本上常常表现为解理面的不一致。 钾长石很容易发生蚀变，极易变为高岭石，其次是绢云母，有时被沸石代替。由于以上特点，钾长石是研究岩石低于固相线演化历史的重要对象。斜长石斜长石钠长石与钙长石也形成连续固溶体系列 （图 1-4） ， 一般以钙长石分子 （CaAl2Si2O8， An）百分比为基础将其划分为钠长石（Ab，An=010%)、更长石（

23、Olg，An=1030%） 、中长石（And，An=3050%)、拉长石（Lab，An=5070%） 、倍长石（Byt，An=7090%）和钙长石（An， An=90100%） ， 且 An50%时称为基性斜长石。斜长石为无色透明，呈宽板状或长条状，手标本上往往可以凭其灰白色色调和宽板状晶形与钾长石区分开来。斜长石的成分和固相线温度随体系总组成变化很大，不同牌号（系指斜长石中An 分子百分比）的斜长石可以分别与橄榄石、辉石、角闪石、云母等暗色矿物共生， 因而斜长石的牌号是体系总组成和岩浆固结条件的指示器。 在花岗质岩石中，常见的是酸性斜长石。 由于岩浆结晶作用过程中斜长石比较稳定， 一旦斜长石

24、发生结晶， 很难在温度下降过程中与残余熔浆达到再平衡， 因此造成斜长石环带结构特征的广泛发育，为再造岩浆固结历史提供了丰富的信息。在表生作用过程中， 基性斜长石比酸性斜长石更容易遭受风化作用， 因而基性岩分布的位置常常形成低洼地，花岗质岩石分布区常形成凸出的地貌。 。云母云母云母类矿物分布相当广泛， 是最常见的造岩矿物之一， 三大岩类中均有分布，有的种属还是有用的矿产资源。云母类矿物均属单斜晶系， 是含 OH 或 F 的层状硅酸盐，其络阴离子为AlSi3O10。云母的晶体化学式通式为XY2-3Z4O10(OH)2，类质同象置换相当普遍， 成分复杂。通式中，X 主要是大半径阳离子K，有时还有 N

25、a、Ca、Ba、Rb、Cs 等，位于云母结构层之间，配位数为 12；Y 为六次配位的 Al、Fe3+和 Mg，其次还有 Li、V3+、Cr3+、Zn2+、Ti4+、Mn2+等；Z 为四次配位的 Si、Al，其 Al : Si1 : 3，少数情况下有 Fe3+和 Cr3+存在；附加阴离子(OH)与 O 的立项比值是 2 : 10，(OH)可被 F、Cl 替代。根据其化学成分和光性特征，一般将云母作如下分类。1、白云母亚类：1)钠云母 NaAl2AlSi3O10(OH)22)白云母 KAl2AlSi3O10(OH)23)钒云母 KV2AlSi3O10(OH)24)海绿石 K1-x(Al,Fe3+)

26、2Al1-xSi3+xO10(OH)22、金云母黑云母亚类：金云母黑云母 K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)23、锂云母铁锂云母亚类：1)锂云母 KLi2-xAl1+xAl2xSi4-2xO10(F,OH)22)铁锂云母 KLiFeAlAlSi3O10(F,OH)2云母的颜色系由类质同象替换所造成， 如含 Li 云母呈玫瑰色， 含铬者呈鲜绿色， 含 Fe3+、Ti 时呈紫红色。云母的结构特征决定了其极完全的001解理和优良的可剥离性能、绝缘性能、各向异性。因此，手标本上很容易将云母与其它暗色矿物区分开来。花岗质岩石中的云母常常为白云母和黑云母。 按照化学成分， 白云母比黑云母具有更高的

27、铝含量，原生白云母（从岩浆中直接结晶形成的白云母）是岩浆富铝的指示器， 暗示源区岩石为经过表层分异的沉积岩。相反，黑云母的成因意义不是特别明确。但是，由于黑云母在次生蚀变过程中常常转变为白云母，正确区分白云母的原生属性是很重要的。角闪石角闪石角闪石是自然界分布最广的造岩矿物之一，是岩浆岩和变质岩中的主要造岩矿物。角闪石类矿物按晶系划分为斜方角闪石和单斜角闪石， 属双链结构硅酸盐。 这种双链可以看成是由两个单链组合而成，络阴离子以Si4O11表示。双链间有 M1、M2、M3 和 M4 四种空隙，其中 M1、M2、M3 均为八面体空隙，M4 则多为歪扭的八面体空隙；在相背的硅酸根双链间，分布着与

28、c 轴平行的连续而宽大的空隙，为A 类阳离子所充填。角闪石类矿物的化学成分相当复杂，类质同象替换普遍，种属很多，分类命名也比较混乱， 很难找到一种象橄榄石或辉石那样的简单图表来表示它们的种属划分， 也很难仅凭光学方法或其它物理方法将它们区分开来。 目前比较普遍采用的分类方案是B. C. Leake(1978)的角闪石命名法 。该分类方案基本是在晶体化学基础上的化学成分分类，取IVA0-1B2CVI5T8O22(OH,F,Cl)2作为标准角闪石的化学通式，其中A=K、Na，B=Fe 、Mn、Mg、Ca、2+Na，C=Al、Cr、Ti、Fe 、Mg、Fe 、Mn，T=Si、Al、Cr 、Fe 、T

29、i。按该分类方案，角闪石类包括以下固溶体系列。1、镁铁锰质闪石亚类：(Ca+Na)B1.341)镁直闪石铁直闪石：(Mg,Fe )7Si8O22(OH)22+2)镁铝直闪石铁铝直闪石：(Mg,Fe )5Al2Si6Al2O22(OH)22+3+3)镁锂闪石铁锂闪石：Li2(Mg,Fe )3(Al,Fe )2Si8O22(OH,F)22+4)镁闪石铁闪石：(Mg,Fe )7Si8O22(OH)22+3+5)单斜镁锂闪石单斜铁锂闪石：Li2(Mg,Fe )3(Al,Fe )2Si8O22(OH,F)22、钙质闪石亚类：(Ca+Na)B1.34，且 NaB1.341)透闪石铁阳起石：Ca2(Mg,F

30、e )5Si8O22(OH)22+2)角闪石：Ca2(Mg,Fe )4AlSi7AlO22(OH)22+3+3)钙镁闪石铁钙镁闪石：Ca2(Mg,Fe )3(Al,Fe )2Si6Al2O22(OH)22+4)浅闪石铁浅闪石：NaCa2(Mg,Fe )5Si7AlO22(OH)22+3+5)韭闪石绿钙闪石：NaCa2(Mg,Fe )3(Al,Fe )2Si6Al2O22(OH)22+6)钛闪石铁钛闪石：NaCa2(Mg,Fe )4TiSi6Al2O22(OH,F)23、钠钙质闪石亚类：(Ca+Na)B1.34，且 0.67NaB1.34，0.67CaBNmNp，碱性变种为 NgNmNp，富镁的

31、红闪石为 NgNp；突起中等，碱性闪石突起较高；正延性，碱性闪石为负延性； (010)面上 Mgc 是单斜闪石种属鉴定的重要数据， 一般 Mgc25；一般为二轴晶正光性，光轴角多50，b/Nm，光轴面为(010)。花岗质岩石中的角闪石主要为钙质闪石， 呈墨绿色，在太阳光下可以清楚观测到， 以其颜色、晶形和解理容易与黑云母和辉石相区别。辉石辉石辉石类矿物是自然界分布最广、最主要的造岩矿物之一，属单链硅酸盐类，按晶系可分为斜方辉石和单斜辉石两大亚类。 它的络阴离子中硅氧四面体以两角顶相连形成单链， 平行 c 轴方向延伸。链间形成两种空隙（M1 为八面体空隙，M2 为歪扭的六面体空隙） 。M1 一般

32、为半径较小的阳离子占据，M2 则由较大的阳离子占据，构成由八面体和多面体组成的链。在空间上，硅氧四面体单链和阳离子配位多面体连皆平行于(100)左右横排成行，但在 a 方向两者呈相间排列。在这种链中，每个硅氧四面体中有两个氧离子完全属于硅离子，而其余两个氧离子则为相邻的四面体所共有（电荷为两个硅所中和，称为惰性氧） ，平均硅离子可分得三个氧离n1子，而其中两个各具有一单位的自由电价，这种无限延伸的根用SiO32表示。因此，辉n石类矿物的晶体化学式通式为XYZ2O6,其中 XCa 、Na 、Mn 、Li 、Mg 、Fe ，占 M2 位，3+3+4+3+2+2+一般离子半径较大；YAl 、Cr 、

33、Ti 、Fe 、Mg 、Fe ，占 M1 位，一般离子半径较小；ZSi，Al。斜方辉石亚类一般看作是由顽火辉石（En，Mg2Si2O6）和斜方铁辉石（Fs，Fe2Si2O6）两种独立端元组分组成的连续固溶体， 它们的光学常数也都是连续变化的。 根据二端元成分的比例不同，通常将其化分为六个亚种：顽火辉石（En100-88Fs0-12） 、古铜辉石（En88-70Fs12-30） 、紫苏辉石（En70-50Fs30-50） 、铁紫苏辉石（En50-30Fs50-70） 、易熔石或尤莱辉石（En30-12Fs70-88） 、斜方铁辉石（En12-0Fs88-100） 。比较常见的种属为顽火辉石和紫苏

34、辉石，自然界尚未发现有斜方铁辉石端元的存在。斜方辉石为斜方晶系，其Ng/c 轴，Nm/a 轴，Np/b 轴，光轴面与(100)平行。斜方辉石的柱面为平行消光，横切面可见两组近于正交的解理； 正高突起，双折射率低， 干涉色级序为一级。与橄榄石类似，斜方辉石的光性特征随其中铁含量的增加而有规律地变化， 其中Ng、Np、D、N 基本上与 Fs 比值为线性关系，Nm 则略呈曲线变化关系；其 2V 的变化特点是在 Fs=50 处最小，且为负值，向 Fs、En 增加的方向逐渐增大，并分别在Fs=12 和 88 处变为正 2V。斜方辉石一般带有淡淡的褐色或黄褐色，有时易与普通辉石混淆，根据其2V 较大和负光

35、性（紫苏辉石）不难区分。单斜辉石的共同特点是镜下常常为无色透明或带有极浅的色调， 多色性一般不显著 （钛辉石和碱性辉石除外） ；斜消光，消光角Ngc 一般35；二级干涉色，横断面上可见 OA 光轴干涉图， 大多数为正光性； 其光性方位特点是 Ap/(010)， 有时可见较强觉得光轴角色散，如易变辉石和钙铁辉石，钛辉石可呈极强的光轴角色散，常见砂钟构造。花岗质岩石中很少见到辉石， 若有，一般为透辉石或普通辉石， 碱性花岗岩中可以产出碱性辉石。橄榄石橄榄石2+1+2+1+2+2+橄榄石类矿物是二价元素为阳离子构成的正硅酸盐， 具有典型的孤立硅氧四面体构造，硅氧四面体之间主要由二价阳离子联系起来，

36、一般无 Al 代替 Si 的现象。 橄榄石的化学通式2+2+2+2+2+为 R2SiO4，其中 R 为二价阳离子 Fe 、Mg 、Mn 、Ca 、Zn ，构成三个类质同象系列：镁橄榄石(Mg2SiO4)铁橄榄石(Fe2SiO4)锰橄榄石(Mn2SiO4)铁橄榄石(Fe2SiO4)钙镁橄榄石(Ca,Mg)2SiO4)钙铁橄榄石(Ca,Fe)2SiO4)自然界分布最广泛的是 FoFa 系列，它是一个完全的类质同象系列， 即它的两个端元组分可以以任意比例相互混合。 为了更好地对它进行描述， 按其中 Fo （镁橄榄石(Mg2SiO4)分子英文名称 Forsterite 的缩写）和Fa（铁橄榄石(Fe2

37、SiO4) 分子英文名称 Fayalite 的缩写）分子百分比不同，可分如下6 个亚种。镁橄榄石 贵橄榄石 透铁橄榄石 镁铁橄榄石低镁富铁橄榄石铁橄榄石Mg2SiO4100-9090-7070-5050-3030-1010-0Fe2SiO40-1010-3030-5050-7070-9090-100这种成分上的变化虽然不至于改变晶体的基本结构， 对其物理性质、 特别是光学性质有明显的影响。花岗质岩石中极少见到橄榄石， 教科书中也常常注明橄榄石不能与石英共生。 但是，富铁的橄榄石是可以与石英平衡共生的， 当我们发现某些花岗岩中出现橄榄石时千万不要大惊小怪。花岗质岩石中的副矿物主要有锆石、磷灰石、磁铁矿、榍石等，受到广泛的重视，特别是离子探针测年技术问世以来， 锆石测年方法得到了极大的应用， 同时也推动了对锆石成因矿物学的研究。这些副矿物一般在手标本中较难观测，因而不再赘述。贝加尔奥里洪半岛一景（罗照华摄于2004 年 8 月 3 日）