中文名:花崗岩化作用
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- 資料識別：
- 系統編碼:0b00000181e33792
- 資料類型：
- 紀錄類別:地質學習資源
- 著作者：
- 作者:莊文星
- 主題與關鍵字：
- 主題:地質
- 描述：
- 簡介:花崗岩是大陸上分布最廣大的火成岩體，常常造成巨大的岩基，出露面積有時可以達到數十萬平方公里。關於花崗岩造成的原因以前都認為是地下上升的酸性岩漿冷卻凝結而成，可是有人就提出空間的問題，就是原來為岩基所取代的廣大岩層到那裏去了？因為地下深處不可能有一個相當大的空間，可以容納上升的岩漿冷凝成為花崗岩岩基，因此有若干地質學家認為是由於換質作用的結果，換句話說，也是一種變質作用。地下高溫的岩漿由深處向上升起，和淺部溫度壓力較低的圍岩接觸，在固體狀態下，發生離子交換作用。由於元素擴散的換質作用，使原來的圍岩就慢慢的變成花崗岩的成分，這種作用名為花崗岩化作用(Granitization)。如此造成的花崗岩就不會有空間問題的存在，其主要的證據就是前面所提過的混合岩，也叫做脈狀片麻岩(Veined gneiss)。這種岩石是火成岩和變質岩的混合體，脈狀的岩漿侵入體和片麻岩相互交替呈平行層狀出現。有人認為這類岩石是大規模的圍岩經過花崗岩化作用變成花崗岩時的過渡岩層。原來的沉積岩或其他岩層經過區域變質作用變成片麻岩，以後岩漿繼續沿片麻岩的葉理面侵入而造成混合岩或侵入片麻岩。如果岩漿作用加劇，換質作用進行到極點，整個混合岩就可以變成花崗岩，而造成巨大岩基。在花崗岩化過程中，有人認為未經熔融之程序，一切轉變均在固態發生。若純依「火成岩是由熔融或半熔融岩漿而凝固者」之定義觀之，則由花崗岩化作用造成之岩石應不屬於火成岩類。故有以「侵入變質作用」(invasive metamorphism)闡釋花崗岩化作用者，同時對此種岩石更以變質岩視之。
- 大部分岩石學家咸認自然界中有花崗岩化作用。但對其涵義與原動力，則意見分歧。有主張花崗岩化作用係經過岩漿階段者，故廣義之花崗岩化作用已不限於前述之狹小範圍。除此之外，其爭論之重點尚有再結晶作用，抑為流體狀態下發生，或係固態下發生，擴散作用(diffusion)將化學元素重新組配者。次為花崗岩化作用發生時之溫度，有些學者堅持此種作用係在低溫下發生者。由於各人意見不同，岩石學家乃分為兩派，一為「岩漿學派」(magmatist)，彼等認為花崗岩之形成，應經過岩漿階段，即主張花崗岩係岩漿分化作用之產物，另一派「轉變學派」(transformist)，認為花崗岩之形成(即花崗岩化作用)係一種變質作用，且其中尚有「濕式(wet)轉變學派」與「乾式(dry)轉變學派」。前者認為深部變質發生時有熱流存在，為元素交換之媒介，故在適當條件下，可使圍岩轉變成花崗岩。後者認為固態結晶內離子之遷移，即擴散作用始為花崗岩化之原動力。
- 「濕式花崗岩化作用」最大的問題，為能量上無法自圓其說，以最易發生花崗岩化之地槽岩石(主要由頁岩組成)論之，其中所含之礦物以黏土礦物，含水雲母及綠泥石為主。苟將之轉變成花崗岩內之無水相，則須有強烈之吸熱反應，而普通熱流僅占岩石體積之一小部，對此強烈之吸熱變化，實難供應如此鉅大之能量。
- 在地殼最上部，常有許多裂隙，同時若干岩石在長久之地質時代中，仍保留多孔狀(porous)，故在置換變質作用(metasomatism，濕式花崗岩化作用)發生時，熱流體即成為促使元素交換之主要媒介。至地殼深部鮮有開放之管道(open channel)，且不可能有多孔狀之岩石，即流體甚難發揮其媒介作用。但在區域變質作用及之地殼深部，仍有明顯之置換變質現象發生，對於此種現象，某些岩石學家認為固態擴散作用，為花崗岩化中極重要之過程。
- 在實驗室中，僅溫度升高及晶體內部發生缺陷(defects)時，始能加速固態之擴散作用。當溫度降低時，熱振動能(thermal vibrational energy)與「缺陷」之比例急驟下降，而使擴散作用所需之最低溫度係隨物質之種類而異。對各種矽酸鹽而言之，約為0.5T(°K)，式中之T為各種矽酸鹽之熔點。
- 岩漿學派主張花崗岩主由侵入融態岩漿所形成，彼等強調最原始之花崗岩質岩漿，係由玄武岩漿分化者，且最可能之分化方法，即在實驗室內求證之部分結晶作用(fractional crystallization)。在整個地質時代中，分化作用可不斷造成花崗岩。這種論斷之缺點為原始母岩漿(玄武岩質)之體積必須十分龐大，因結晶分化作用所產生之花崗岩，其體積僅代表原始母岩漿之百分之幾而已。總之，上述產生花崗岩之過程，均屬可能，至於某地花崗岩究由何種過程產生，則必須詳加研究始可做明確之判斷。
- 出版者：
- 數位化執行單位:國立自然科學博物館（http://www.nmns.edu.tw/）
- 來源：
- 數位化單位:國立自然科學博物館地質學組岩石
- 管理權：
- 典藏單位:國立自然科學博物館
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