闪长岩

全晶质中性深成岩的代表岩石

闪长岩

闪长岩（英文名：Diorite）[0]是一种典型的中性岩，是全晶质中性深成岩的代表。[10]闪长岩的化学成分中，SiO₂的含量在52%~65%之间，含Fe₂O₃和MgO各达3%左右，CaO约6%，Al₂O₃含量在16%~17%。闪长岩通常是灰绿色、绿色或灰色，矿物成分主要由角闪石和中性斜长石组成，并含有少量的辉石、黑云母、钾长石和石英等。[7][11]闪长岩属于中性深成侵入岩，[1][12]通过岩浆的侵入作用慢慢凝固形成，[13]由冷却的岩浆形成。[14]世界上闪长岩分布比较广泛，主要包括中国、英国、德国、芬兰、加拿大等地区。[1][2][3][4][5]矿物成分是岩石分类、命名的主要依据之一。[15]由于它含的长石是斜长石，暗色矿物是角闪石，因此，这类岩石为“闪长石”。[16]

闪长岩（英文名：Diorite）[1]是一种典型的中性岩，是全晶质中性深成岩的代表。[11]闪长岩的化学成分中，SiO₂的含量在52%~65%之间，含Fe₂O₃和MgO各达3%左右，CaO约6%，Al₂O₃含量在16%~17%。闪长岩通常是灰绿色、绿色或灰色，矿物成分主要由角闪石和中性斜长石组成，并含有少量的辉石、黑云母、钾长石和石英等。[8][12]

闪长岩属于中性深成侵入岩，[2][13]通过岩浆的侵入作用慢慢凝固形成，[14]由冷却的岩浆形成。[15]世界上闪长岩分布比较广泛，主要包括中国、英国、德国、芬兰、加拿大等地区。[2][3][4][5][6]矿物成分是岩石分类、命名的主要依据之一。[16]由于它含的长石是斜长石，暗色矿物是角闪石，因此，这类岩石为“闪长石”。[17]

闪长岩很少形成独立的岩体，常与辉长岩、花岗岩共生，成为各类岩体的边缘部分。如南京附近的蒋庙辉长岩体，从中心到边缘，由橄榄辉长岩经辉长岩过渡为闪长岩。如广西大宁及粤东的和平岩体，中心部分是花岗闪长岩，愈向边缘则变为石英闪长岩。[18]闪长岩具有独特的风格，可以用来作饰面石材，也可以用来制作台阶及阳台地板。[11]

名称来源

闪长岩的命名主要依据是它的矿物成分，[19]岩浆岩的矿物成分是岩浆岩分类的重要基础。需要先考虑岩浆岩中的主要矿物，再按石英、似长石的有无，长石的性质及暗色矿物的种类进一步做划分。由于它含的长石是斜长石，暗色矿物是角闪石，因此，这类岩石为“闪长石”。[17]

矿物组成

闪长岩是侵入岩的代表。矿物成分主要由角闪石（约占矿物总量的1/3左右）和中性斜长石（约占50-65%以上）组成，次要矿物为黑云母、辉石，一般不含或少含石英（<5%）和钾长石。[20]化学成分为SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O、P2O5，[21][22][23]SiO₂的含量在52%~65%之间，含Fe₂O₃和MgO各达3%左右，CaO约6%，Al₂O₃含量在16%~17%。[8]暗色矿物与浅色矿物的比例为3~4:7~6，因为浅色矿物较多，岩石颜色较浅，一般为灰白-灰绿色。[7]暗色矿物大于40%者叫暗色闪长岩，暗色矿物小于20%者叫浅色闪长岩。[24]

物理特性

闪长岩是一种颜色较深的岩石，它的抗压强度1300-2000（9.8x104Pa）（干）或1000-1600（9.8x104Pa）（湿）；抗折强度41.2（9.8x104Pa），密度为2.85-3.00g/cm³，容重为2-9g/cm³，孔隙度0.25%，吸水率0.04%，饱水系数0.5%，[9]普氏硬度为12~14。[10]

结构特征

闪长岩主要矿物是角闪石和中性斜长石，常见的结构为半自形粒状结构，暗色矿物及斜长石均呈半自形，偏基性的种属斜长石自形程度较高。在偏酸性或向正长岩过渡的种属中斜长石呈半自形。浅成或超浅成闪长岩多为似斑状结构及斑状结构，暗色矿物及斜长石呈斑晶，基质为细一微粒结构。常见的构造为块状构造及由暗色矿物含量较多的暗色闪长岩及浅色矿物含量较多的浅色闪长岩组成的条带状结构。[25]

半自形粒状结构
半自形粒状结构

斜长石其成分可以从中长石到更长石，呈厚板状晶体，具钠长石律聚片双晶，双晶带的宽度较基性斜长石窄，有时具钠长石、肖钠长石双晶。中性斜长石环带构造十分发育，在正常情况下，从晶体中心到边部成分由基性到酸性，有的环带呈“韵律式”改变。[26]

闪长岩中最常见的是棕色或绿色普通角闪石，以后者为主，它们结晶习性很不相同，有呈柱状、厚板状或针柱状，结晶程度一般较高，常呈自形晶体。岩石具似斑状结构，主要由角闪石和具环带的斜长石组成。角闪石似斑晶状，有较好的自形柱状晶体，横断面多成六边形，而斜长石颗粒稍细，呈半自形板状和粒状。[26]

闪角石的晶体结构
闪角石的晶体结构

主要分类

闪长岩常与酸性岩或者基性岩共生过渡，[27]基本种属有闪长岩、石英闪长岩。过渡种属有正长闪长岩、辉长闪长岩。根据铁镁矿物种属和含量又可进一步划分为：黑云母闪长岩、辉石闪长岩及角闪闪长岩等。[26]根据次要矿物的种类的含量又可进一步划分。如果暗色矿物中辉石含量较多，则称为辉石闪长石；如果黑云母含量较多，则称为黑云母闪长岩；如果石英含量增加达到5%~20%，不用放大镜也可容易看到，石英含量增多，说明向酸性岩过渡，如果石英含量大于20%，则为酸性花岗岩类岩石。[27]当SiO₂含量减少时，闪长岩是随着斜长石含量的增高可过渡为辉长闪长石，最后随着SiO₂继续减低可过渡为辉长岩。[28]

闪长岩与其他岩石的过度关系
闪长岩与其他岩石的过度关系

石英闪长岩

闪长岩中石英含量不超过20%，其中石英含量5-10%为含石英闪长岩；10%-20%为石英闪长岩（Quartz diorite）。在石英闪长岩中正长石含量很少，一般不超过10-15%，否则向花岗闪长岩过渡。当闪长岩的石英含量增加时，铁镁矿物含量相对减少，色率低至10一15，黑云母代替角闪石。岩石呈半自形粒状结构和斑状结构。[26][30][31]

石英闪长岩
石英闪长岩

花岗闪长岩

花岗闪长岩（Granodiorite）是花岗岩类岩石重要的种属，斜长石含量多于碱性长石，通常占长石总量的2/3以上，且为酸性和中性斜长石。常具环带结构。石英含量可达20-25%。暗色矿物主要为角闪石和黑云母，有时可含辉石，总量约15%左右。副矿物有榍石、磷灰石、磁铁矿、锆英石、褐帘石、独居石等。[18]

花岗闪长岩
花岗闪长岩

辉石闪长岩

由单斜辉石、中长石和角闪石等组成。辉石的含量超过角闪石，辉石边缘常有角闪石反应边。[32]辉石闪长岩中的斜长石为环带发育的中长石，而辉长闪长岩中斜长石则为偏基性的中长石-拉长石。闪长岩较基性的变种可逐渐过渡为辉长闪长岩，其表现为斜长石更为基性，从中长石过过渡到基性拉长石，而辉石成分增多，如山东的辉石闪长岩和宁芜地区的辉长闪长岩都富含较多的辉石。辉石闪长岩中的斜长石为环带发育的中长石，而辉长闪长岩中斜长石则为偏基性的中一拉长石。[26]

辉石闪长岩
辉石闪长岩

形成原因

闪长岩属于中性深成侵入岩，[2][13]由冷却的岩浆形成。[15]岩浆具有流动性和空间运动能力，岩浆侵入地壳的一定位置并占有一定空间的活动。当它冷凝时就形成侵入岩浆岩。[33]在岩浆的侵入作用中，岩浆从地壳深处向上运动未能到达地表，在地壳的岩层中就既固成的岩石称为侵入岩。侵入地壳深处的称深成岩；侵入地壳浅部的称浅成岩。[14]

中性侵入岩在地表分布较少，仅占岩浆岩总面积的1.8%，它们很少形成独立的岩体，如果形成独立的岩体也是小型的岩株、岩盖或小型不规则侵入体。它们常与辉长岩、花岗岩类伴生，成为各类岩体的边缘部分。[18][30]

最常见岩浆岩分类表
最常见岩浆岩分类表

分布区域

闪长岩常见于火山弧和科迪勒拉造山运动（Cordilleran Mountain Building）中，例如安第斯山脉（Andes Mountains）。[34]闪长岩在全球范围均有分布，主要包括英国的莱斯特郡（Leicestershire）和阿伯丁郡（Aberdeenshire）[3][35]、德国的图林根州（Thuringia）和萨克森州（Saxony）[36][4]、芬兰[5]、美国[37]、加拿大温哥华岛（Vancouver Island）等地区。[6]中国闪长岩产出地主要有云南、四川、安徽、江苏、湖北、河北、山东等。[2]

闪长岩常与辉长岩密切共生，并逐渐过渡为辉长岩，有时闪长岩产于岩体较上部。如南京附近的蒋庙辉长岩体，从中心到边缘，由橄榄辉长岩经辉长岩过渡为闪长岩，山东济南辉长岩体，其南端逐渐变为闪长岩侵入于古生代石灰岩中。因此，与辉长岩关系密切的中性深成侵入岩有可能是玄武岩浆结晶分异的产物。[18]

闪长岩也常与花岗岩共生，作为花岗岩的边缘相产出，闪长岩一般在花岗岩之先凝固，花岗岩岩浆能以细脉的形态穿入到闪长岩之中。如果花岗岩岩浆与石灰岩接触，则有时闪长岩可作为局部岩相而见于花岗岩体中。如广西大宁及粤东的和平岩体，中心部分是花岗闪长岩，愈向边缘则变为石英闪长岩。又如安徽铜官山一带的九苇山、安庆黄山及九华山花岗岩岩基外围，常有很多小型侵入体，其成份视围岩性质而变，当侵入石灰岩时，便生成闪长岩、石英闪长岩，当侵入于硅质围岩，则仍为花岗岩。在苏格兰阿芝岛和美国加里福尼亚南部的一些闪长岩，形成于花岗岩和辉长岩的反应带中。[18]

矿产领域

与闪长岩有关的矿产主要是铜、铁夕卡岩矿床，可以提炼出铜、铁等金属。[2]这类矿床主要分布于闪长岩和碳酸盐岩相接触的接触带上，如中国湖北大冶铁山的铁矿，铜绿山的铜矿，安徽铜官山的铜、铁矿床，河北武安的铁矿，山东菜芜的铁矿等。[38][39][2]还有新西兰等国家的矿床，新西兰的矿床主要分布在北地（Northland）、科罗曼德尔半岛（Coromandel Peninsula）、尼尔森西部地区（West Nelson Area）等地区。[40]

建筑领域

闪长岩比辉长岩的稳定性要高些，其压力强度为2400x105Pa，结构致密强度高，且具有较高的韧性和抗风化能力，是很好的建筑材料。当其岩体较大时也可作为良好的水工建筑地基，如中国黄河三门峡坝址即位于闪长玢岩组成的砥柱石上。[41][30]

闪长岩类石材矿床多分布于地盾上。闪长岩往往具有独特的风格而被用作外墙饰面石材。但一般闪长岩抛光较为困难，多用以制作台阶及阳台地板。中国属此类矿床的石材品种也很多，较著名的品种有山东“泰安绿”，吉林团山的闪长岩、河北承德花岗闪长岩、福建松溪辉石闪长岩等。[9]

闪长岩
闪长岩

工艺品领域

闪长岩因硬度与钻石相当，也可用来烧制观赏工艺品。在埃及吉萨省（Giza）曾经出土了一种用闪长岩烧制的陶罐。据考证，它们距今有4500~6000年的历史。它们都有一个细长的颈，内膛的处理工艺极高，尽管其形状千变万化，但它的壁的厚度却是相同的。[42]卢浮宫博物馆（Louvre Museum）中有一块可追溯到公元前1700年的大型闪长岩石碑，上面刻有《汉谟拉比法典》（Code of Hammurabi）。[43]

闪长岩石碑-汉谟拉比法典
闪长岩石碑-汉谟拉比法典

环境对岩石的影响

随着温度的升高、压力加大都会导致岩石中的颗粒再生或结晶，发生岩石的次生变化。[44]闪长岩类的次生变化主要表现在斜长石、角闪石和黑云母的变化。角闪石、黑云母次生变化后常形成绿泥石。斜长石次生变化后常形成绿帘石、黝帘石及绢云母。绿泥石和绿帘石均为带绿色的矿物。因此次生变化的闪长岩常带浅绿色。[12]闪长岩在热液作用影响下，其中的铁镁矿物常为绿泥石、绿帘石、假象纤闪石所代替。斜长石则发生钠黝帘石化或绢云母化。此外，还可发生碳酸盐化、钠长石化、硅化以及方柱石化。在表生作用下，斜长石则变成高岭土，角闪石变为绿泥石。[30]

闪长岩
闪长岩

参考资料 44

  1. 参考 1
  2. 闪长岩 — 中国大百科全书
  3. Magma mixing in the South Leicestershire diorite : evidence from an Ordovician pluton at Croft Quarry — ac.uk
  4. Nature and distribution of PGE mineralisation in gabbroic rocks of the Lusatian Block, Saxony, Germany — ResearchGate
  5. Geochemistry of the Gabbro—Diorite—Tonalite—Trondhjemite Suite of southwest Finland and its Implications for the Origin of Tonalitic and Trondhjemitic Magmas — academic
  6. Geology, geochemistry, and geochronology of the Westcoast Crystalline Complex and related rocks, Vancouver Island, British Columbia — ubc.ca
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  34. DIORITE — jmu.edu
  35. The origin of the Kennethmont granite-diorite series, Insch, Aberdeenshire — cambridge
  36. Thuringia Inselsberg- Drei Gleichen — geopark-thueringen
  37. Residual regolith derived from the biotite-controlled weathering of Cretaceous tonalite–quartz diorite, Peninsular Ranges, southern California, USA: A case study — sciencedirect
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  44. 参考 44
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