B2 · 出版卷 7

岩浆体和侵入几何

Pluton、Dyke、Sill、Stock、Batholith

学习目标

完成本课后，读者应能依据实测几何描述侵入体，区分协调与不协调接触，用冷凝边、烘烤边和切割关系确定相对顺序，并把观察到的露头几何与推断的三维形态分开。

某侵入体在地图上近似椭圆。西侧一条窄板状体切割层理，顶部附近另一条板状体沿层理分布。围岩只在部分接触带发生重结晶。地图显示的是一个带供给通道的岩体、多个事件、倾斜岩床、岩墙群的剖切面，还是一个隐藏真实三维形态的侵蚀面？

单一地图形态具有多解性。倾斜板状体、直立管状体和不规则三维岩体都可能在一个侵蚀面上形成椭圆。必须结合接触面产状、地形、剖面、内部组构、地球物理和相对年代证据重建几何。

岩墙是相对于被切构造不协调的板状侵入体；岩床则大体协调。这两个定义是关系性定义，不是简单的直立与水平。褶皱或倾斜可旋转两类岩体。一条板状体沿走向可以从协调变为不协调，表面上协调的段落也可能沿断层而非层理侵位。

岩株、岩体和岩基等术语在特定规范下描述不同尺度的岩体或填图组合，但不规定唯一侵位机制。岩盖、岩盆和环状岩墙等名称包含三维几何主张，必须有足够证据。露头不足时，应采用更宽泛的“侵入体”。

当岩浆压力和浮力、区域应力及围岩强度允许断裂或韧性位移时，岩浆可继续传播。它可以扩张板状体、重复利用构造、包裹块体、使围岩变形，也可能由许多脉冲逐步累积。一个大型填图岩体未必曾作为一个整体液态岩浆房存在。

接触带记录热量与时序。冷凝边说明热物质靠近较冷物质快速冷却；烘烤或重结晶围岩说明侵入体向外传热。捕虏体说明较老物质被纳入，但可能已离开其源接触。内部面理和定向晶体可记录流动、压实或后期变形，必须与接触几何比较。

条件允许时，应同时填绘板状体两侧。记录接触走向与倾角、垂直壁面的厚度、分支、错移、细脉、捕虏体、冷凝区、粒度梯度和蚀变。需区分真厚度与倾斜观察面上的表观宽度。在简化几何中：


t_{true}=w_{map}\sin\theta,

其中 \theta 是在适当平面内板状体与观察面的夹角。真实地形必须求解三维关系，并报告产状不确定性。

相对定年应采用冗余标准。若岩墙 B 切割 A，则在该接触处 B 较新；若另一处 A 对 B 出现冷凝，则必须重新检查填图，因为岩体可能为复合体或对比错误。被另一侵入体截断的变质晕也约束顺序。矿物年龄可能记录结晶、冷却或后期重置，不能在没有解释的情况下推翻矛盾的野外关系。

地球物理可约束隐伏范围，但反演并不唯一。密度或磁性差异可能来自岩性、蚀变或构造。应展示与数据相容的多个形态，并说明在哪个位置增加观察最能降低歧义。

三维模型审核应保留观察面、坐标系、接触产状来源和插值规则。不得把缺少数据的深部边界画成与实测接触同样确定的实线。可将表面分为“直接填绘”“由剖面约束”“由地球物理限制”和“外推”四类，并为各类设置独立置信度。体积计算应对顶部、底部和侧界分别给出变化范围，因为几何不确定性通常远大于数值积分误差。

一处椭圆出露长 6 km、宽 3 km。若把它视为一个椭球体的水平剖面，并假设完整垂向厚度为 1 km，则


V=\frac{4}{3}\pi abc
=\frac{4}{3}\pi(3)(1.5)(0.5)
\approx9.4\ \mathrm{km^3},

其中 a、b、c 为半轴。若同一地图轮廓实际上是延深 8 km 的陡倾管状体被斜切，体积和热历史都会完全不同。椭球只是一个明确假设，地图面积不能决定深度。

再加入观察：接触向外缓倾，顶板层理向上拱起，中心未出露，重力资料既允许浅部透镜，也允许密度差较小的深部岩体。“岩盖”因此成为可行假说，而不是事实。剖面应同时显示两种模型、所假设的密度差和区分它们所需的观察。

相对顺序更可靠。一条窄岩墙同时切割椭圆侵入体及其变质晕，并在两侧都有冷凝边。即使它的数值年龄不确定，也可确定该岩墙晚于主侵入和变质晕形成。

把直立等同于岩墙、水平等同于岩床，是常见错误。其他错误包括：仅凭一个露头命名岩基，把所有包裹体都视为顶蚀证据，或直接从晶体定向读取流动方向。结晶后的应变可旋转接触和组构；风化会夸大软弱边部；露头不连续可把不同脉冲误认为连续岩体。

如果两种岩浆都很热、后期重结晶抹去边界，或采到的是侵入角砾接触，冷凝边可能不存在。接触变质也可能因围岩组成、流体流动、侵蚀层位和后期叠加而呈不对称。

在一个 2 km 见方的合成区域中填绘层理、两条板状体和一个不规则岩体。使用相同地表迹线但不同倾向延伸，构建三个剖面；在五个位置计算表观厚度与真厚度。随后按区分模型的能力，对接触倾角、重力、钻探、磁组构、顶垂体和冷凝边进行排序。

建立事件表，分别记录观察关系、推断顺序、置信度和未解决替代解释。在说明一个数值年龄具体代表何种结晶或封闭事件之前，不把它放入事件序列。