扫描电子显微镜对花岗岩中主要矿物裂隙作用的研究

• 作者: Moustafa El omella 唐春安 张哲
• 来源期刊: 地质与资源
• 学科: 地球科学
• 关键词: 花岗岩 矿物裂隙 扫描电子显微镜(SEM)
• 年，卷（期）: 2004,（3）
• 所属期刊栏目: 基础地质
• 页码范围: 129-136
• 页数: 8页
• 分类号: P588.12|P578.968
• 字数: 2253字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1671-1947.2004.03.001

摘要

微裂隙对于岩石的物理性质有重要影响.通过光学显微镜对显微裂隙进行的观察,难以将薄片的制作过程中产生的裂隙同自然裂隙区分;其次,观测的裂隙大小限制在0.1 mm或以上数量级,一些重要细节观察不到.扫描电镜的高放大倍数和三维分辨率使其成为适合于裂隙研究的理想工具.利用扫描电镜观测了浙江花岗岩在室温下由51.6 Mpa压力产生的裂隙的发育过程 .观察花岗岩的表面以研究其微裂隙和矿物的解理、晶形及破裂作用.微裂隙分为 3种类型:晶体内裂隙(完全发育在颗粒内部),晶体间裂隙(穿过颗粒边界进入其他颗粒中),颗粒边界裂隙(沿颗粒边界发育或与边界重合).本研究中的花岗岩为中-粗粒(1～ 6 mm),经过蚀变,约含40%斜长石,25%钾长石,25%石英,10%镁铁矿物(主要为黑云母和白云母).(1)石英裂隙表面的石英颗粒具有边界破裂和贯穿颗粒破裂 .贯穿石英颗粒的破裂常呈贝壳状断口.变形集中带与滑动面相伴,其上发育有擦痕和沟槽,这是石英典型的脆性破裂类型.石英矿物的贝壳状破裂产状指示其变形作用早期的碎裂作用,在变形作用中发生交代作用.一些平滑的破裂面上没有石英颗粒的微裂隙构造,但在石英表面却有明显的擦痕面,可指示应力的方向.由于石英的各向异性,这些面也是由贯穿颗粒破裂所形成.一些开放的裂隙集中于石英晶体之中或沿其边缘发育.裂隙先在石英边界产生,随着变形的加剧,迅速发展到其颗粒内部.因此石英被认为是花岗岩破裂过程的开端.观察还显示,破裂首先出现在石英与石英或石英与长石之间的边界上,说明花岗岩中石英边界相对较弱,是破裂最容易发生的地方 .(2)长石长石中的微裂隙比石英中更明显.斜长石具有一组完全解理和一组清楚解理,与钾长石具相似的裂隙特征.而钾长石中剪切破裂附近的裂隙聚集与这两组解理关系密切,沿平行面定向排列并穿切矿物颗粒.其他裂隙由构造变形产生,沿解理面发育 .碎裂作用常沿着钾长石解理的方向,因为它们反映了变形的方向,该变形打开了流体运移系统.钾长石与斜长石之间为过渡的界线,而石英与云母或长石与云母之间界线分明.在有些钾长石颗粒中,裂隙是由平行于压力轴方 向的雁行裂隙组相连接构成的.由于这种特殊的雁列破裂形式,长石的破裂面比石英颗粒的破裂面更加"起伏" .所以长石的永久变形表现为微裂隙、机械双晶、蠕变和颗粒边界滑动.钾长石与斜长石之间破裂程度较轻,这是因为钾长石常包围在斜长石周围,这种接触关系比颗粒间的边界接触要强得多.深部岩石中的斜长石中常见机械双晶,但缺少钠长石.由于强烈的蚀变作用,产生的交代矿物阻碍了破裂的扩散,影响了斜长石晶体中的长解理裂隙的发育.(3) 黑云母在靠近石英和长石的边界处,黑云母发生轻微褶皱和扭折.这种扭折的产生是由于云母与长石或石英间弹性刚度的不同,在刚性颗粒中产生张性应力.解理面破裂是黑云母的主要破裂形式,很少有裂隙穿过黑云母颗粒.裂隙发育在黑云母颗粒的边界或孔洞内的黑云母中.可以将黑云母看作散布于花岗岩中的小"孔洞",它们为柔软易变形的颗粒,与周围的矿物接触较弱.黑云母的完全解理决定了其破裂形式.与石英和长石相比,花岗岩中的黑云母相对较软,强度较低.而岩石中长石和石英周围的软弱矿物(如黑云母)在受到压力时将起到缓冲垫的作用.黑云母的解理会使岩石变弱,促进局部碎裂作用,产生脆性变形,斜长石被钾长石强烈交代.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	唐春安	东北大学岩石破裂诱发地震研究中心	177	6529	49.0	73.0
2	Moustafa El omella	东北大学岩石破裂诱发地震研究中心	4	14	2.0	3.0
6	张哲		5	24	3.0	4.0