岩浆岩岩体的产状系指岩浆岩岩体的形态、大小及其与围岩的关系。岩浆岩(侵入、喷出岩)的形成是构造热事件的产物,具有复杂的构造背景。岩浆在地下深处沿深大断裂侵入至地壳或喷出地表形成各种各样的产状。下面着重叙述侵入岩体和喷出岩体的产状识别。
一、侵入岩体产状的识别
根据侵入岩体与围岩接触关系,侵入岩体产状划分为协调侵入岩体和不协调侵入岩体。
(一)协调侵入岩体
协调侵入岩体亦称整合侵入岩体,它是岩浆受到地壳运动产生构造应力的作用,顺着层理面或片理面侵入而成的,其特点是侵入岩体的边界面(接触面)与围岩层理、片理平行或大致平行,依据其规模和形态,可分为岩床、岩盘、岩盆和岩鞍等四类。
(1)岩床:岩浆顺层面、片理面侵入形成的一种层状侵入体(图8-1)。岩体与围岩的接触面平行或近平行围岩层面、片理面。岩床规模不等,厚度从几十厘米至数百米。岩床以超基性、基性岩浆成分为主形成岩床,但也有少量酸性、中性、碱性岩浆在特殊地地质环境下形成岩床。
图8-1 内蒙古西部某铬铁矿区纯橄榄岩岩床剖面图
(据翁礼翼)
1—纯橄榄岩岩床;2—石炭系片岩;
3—石炭系不纯大理岩;4—石炭系大理岩
(2)岩盘(岩盖):侵入于水平或近水平的岩层中的一种形似上凸下平的似透镜状侵入体(图8-2)。岩盘规模一般不大,直径数十米至数百米不等。通常认为黏度较大的酸性岩浆和碱性岩浆因不易扩散,容易形成岩盘;在特定的地质环境中黏度小的超基-基性岩中亦可形成岩盘。
图8-2 济南开元寺辉长岩岩盘示意剖图
(据黄春海)
(3)岩盆:侵入于水平或近水平的岩层中的一种形似下凹上平的盆状侵入体(图8-3)。岩盆规模巨大,直径达数百十千米至数千千米不等,厚度达几百米至数千米。通常认为它的形成和产出与构造盆地有关,并且主要由基性、超基性岩组成。在岩盆中心底部常形成特大型的铬、镍矿床。
例如,世界著名的南非布什维尔德岩体,为一东西向开阔的椭圆体,由超基性、基性岩构成的巨型岩盆(图8-3)。岩盆东西长约480km,南北宽约300km,厚度约7km。岩相垂直分带明显,巨型的铬铁矿体赋存在岩盆底部,被人们誉为非洲的聚宝盆。
图8-3 南非布什维尔德岩盆剖面图
(据Holmes)
1—古老的结晶基底;2—苏长岩;3—红色花岗岩;4—罗盘格统;5—匹兰特斯盘格火山中心;
6—斯匹科特普火山岩筒;7—金伯利岩筒
(4)岩鞍:是侵入于褶皱转折端虚脱处的一种形似马鞍状的侵入体。在平、剖面上均表现为马鞍状或新月形(图8-4)。岩鞍规模不大,厚几厘米至数十米。通常与褶皱构造同时或稍晚侵入定位,是褶皱构造区代表性的小型协调小型侵入体,岩鞍的成分大部分是中、基性岩。
(二)不协调侵入岩体
不协调侵入岩体的边界面(接触面)与围岩的层理、片理截交。它是在地壳运动过程中构造力与岩浆热力的共同作用下,穿透和熔蚀岩层层理面或片理面侵入而成。根据其规模与形态的不同,侵入岩体分为岩基、岩株和岩墙或岩脉三类。
图8-4 岩鞍示意图
(据M.P.Billings,1972)
1—页岩;2—花岗闪长岩;3—砂岩;4—砾岩
(1)岩基:地表出露面积大于100km2的不协调侵入体,称为岩基。岩基顶部与围岩的接触面倾角较缓,两侧倾角较陡;两侧与围岩接触面一般产状向围岩(外)方向倾斜。值得指出的是,侵入岩体出露的面积与岩体剥蚀深度有着因果关系:剥蚀深,出露面积大。岩基通常是由花岗岩和花岗闪长岩组成。它们往往沿大的褶皱构造或复背斜构造的核(轴)部侵入,这类侵入体的分布与区域构造线方向一致,因此,岩基的侵入与分布受区域构造所控制或制约。例如,江西九岭花岗岩岩体,地表出露面积达2100km2,为一巨大岩基(图8-5),就是受控于近东西向的区域大断裂。
图8-5 江西九岭地区地质图
(据南京大学地质系)
1—碎屑带;2—雪峰期花岗岩;3—雪峰期花岗闪长岩基;4—燕山期花岗岩;
5—板溪群浅变质岩;6—南沱组砂岩;7—地层符号
(2)岩株:地表出露面积小于100km2的不协调侵入体,称为岩株。如图8-6所示为北京房山花岗闪长岩岩株的强力侵入,造成了侵入体与围岩呈陡立接触;又如图8-7云南个旧花岗岩岩株在剖面上表现为蘑菇状。此外在野外岩浆岩发育区的围岩中,常可见规模很小数厘米至数米的小岩枝穿插在围岩中,被人们誉为“潜入敌后的侦察兵”,遇见这种分枝现象,说明不远或不深处有规模不等的侵入岩体存在。
图8-6 北京房山花岗闪长岩岩株
(转引自路凤香等,2002)
图8-7 云南个旧花岗岩岩株剖面示意图
①花岗岩;②花岗闪长岩;
CuSn—铜锡矿体;Cu,WO3—铜钨矿体;CK2—钻孔及编号
(3)岩墙或岩脉:一种明显截切围岩层理、片理等构造的墙状侵入体,称为岩墙。岩墙是由基性岩浆沿断层节理充填形成,其规模一般延伸长度远远大于宽度。如图8-8是天山东南部的粗面粗玄岩岩墙在地貌呈一座厚度达数十厘米长长的墙。又如世界著名的津巴布韦基性岩墙长达1000km,宽3~14km在地表抗风化的岩墙形成一道独特的风景线,也是当地民众遮风避雨,建造房屋的天然墙壁。若岩浆沿节理、断层充填,在地表不呈现墙状,而是脉状,则称岩脉,如伟晶岩脉、花岗细晶岩脉、煌斑岩脉等。
图8-8 天山东南部侏罗系砂岩内的粗面粗玄岩岩墙
(据И.B.Μyшкетсвы,1935)
自然界中常见底辟构造或穹隆构造的顶部形成放射状或环状岩墙群(图8-9)。
图8-9 美国蒙大拿州克雷奇山放射状岩墙群
(据W.H.Weed)
二、喷出岩体产状的识别
图8-10 岩浆岩岩体产状关系示意图
①岩基;②岩株;③岩墙;④岩床;⑤岩盖;⑥被剥蚀露出的岩盖;⑦火山颈;⑧复式火山锥;⑨熔岩流;
⑩火山灰流;
喷出岩体产状根据喷出方式、熔岩性质和熔岩构造形态分为:
(1)熔岩被(熔岩盖):熔岩被是一种喷发规模巨大、展布面积数百平方千米至上万平方千米、厚度从数百米至数千米,形似被状的喷出岩体(图8-10⑤)。熔岩被的成分多为基性岩浆。以裂隙式和中心式喷发为主。例如河北张家口北部汉诺坝一带,在古近纪时,大量玄武岩浆沿东西断层裂隙及火山口溢出达二十余次,厚约300m,分布面积在100km2以上,构成内蒙古高原的一部分。
(2)熔岩流:熔岩流是一种喷发规模较小、产在宽阔的河谷或低洼地带呈带状、舌状展布的熔岩体。沿流动方向的长度比宽度和厚度要大得多。熔岩流的成分一般以基性岩浆为主。以中心式火山喷发为主,熔岩表面发育流动的绳状构造,而底面随下伏地形变化起伏不平。
(3)火山锥:火山锥是火山喷发物环绕火山口堆积而成的锥状体。其形态取决于火山喷发的猛烈程度(爆发指数)和熔岩的物化性质。根据组成火山锥的火山喷发物质成分的不同,可将火山锥分为火山渣锥、火山碎屑锥、熔岩锥和复合锥四类。它是中心式火山喷发的产物。