花岗岩地质与金门花岗岩.docx

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花岗岩地质与金门花岗岩

花崗岩地質與金門花崗岩

鍾廣吉編

2008

1、火成作用與岩漿活動

（1）闡述地球形成的假說

闡述地球形成的假說較重要的計有星雲假說、氣雲假說、電磁假說、渦旋亂流假說，宇宙塵假說等十二類，其中較普遍被接受的假說是星雲假說與宇宙塵假說。

1.星雲假說

此假說由坎特氏（Kant,1763年）提出，認為散佈於太陽系所佔有的空間中的物質，初始呈分離的元素粒子，這些粒子的特性各有不同，相互之間的吸引是促成粒子的運動，經歷一段甚長久的時間，粒子相互碰撞吸引到呈相同方向的運動，圍繞太陽系中心的太陽公轉式的運動，先形成稀薄的星雲，此等星雲隨著熱的放散凝集的引力和因熱所發生的反引力之相互作用，溫度也隨著下降，星雲呈收縮，行星即因此形成，地球為行星之一也在此相似過程中的一部份，形成地球的星雲團塊。

2.宇宙塵假說

此假說由史密特氏（Schmidt,1944年）提出，認為行星是太陽所捕獲的星間之宇宙塵（小粒）或隕石物質（大粒）所形成。

史密特氏認為太陽在銀河系中運動時即加入銀河系的回轉運動，將星間的暗黑物質的雲捕獲了冷凍的塵狀及隕石狀之固體物質，有時也加上瓦斯的一部份，使太陽之周圍因太陽引力等圍繞著無數的呈圓形運動的粒子群，與太陽一群齊旋轉運動於銀河系中，行星即由此等固體粒子所形成，地球為行星之一，也進行如此的過程。

（2）地殼的形成，地球形成物質的分化作用。

地質家們把地殼形成以後的時代叫地質時代，此之前的時代就叫先地質時代。

先地質時代與地殼的形成也各有不同看法：

1.星雲假說的地殼形成觀念

（1）星雲時代，也叫星時代，為先地質時代，地球尚為灼熱液狀的時代，溫度在3000℃~15000℃之間。

（2）地質時代：

地質時代的前段為岩石時代，中段為海洋時代，後段為地殼變形時代。

在前段的岩石時代形成地殼，中段的海洋形成，地殼變形令地殼有厚薄與裂隙。

（3）地球內部的分化：

以不連續面為界，地球劃分為地殼、地函及地核，地殼又分為沉積岩層、花崗岩層和玄武岩層；地核又被分為外地核和內地核。

初始熔融狀態的地球為液相條件，元素或地殼材料的分化宛如礦爐狀態，重質者沉澱於下方，輕質者浮於上方，各段有各段的成份，各段之間成份不會全相同。

似此初始高溫熔融狀態的地球，形成地殼大致經過如下的過程：

形成一層薄薄的硬皮，冷卻到約1000℃時，其中成份的鎂（Ｍg）與矽（Si）結合為結晶較重的橄欖石，往下沉澱，下方比上方溫度高，下沉者再被熔融，溫降再成橄欖石，過程重覆進行如此形成含鎂份的材質濃集於地球表面，少鎂份者下沉，如此的岩石為原始地殼，為玄武岩質。

玄武岩質原始地殼形成後，尚未結晶的殘液再結合形成另一群不同的材料，質輕更充填了剩餘的空隙，即形成花崗岩質的地殼。

所有殘餘沉降於熔融狀態的地下內部，又被熔融成液為後來要發生的火成活動的岩漿材料。

2.宇宙塵假說：

雖認為最初始是冷的，是由冷凍的宇宙塵聚集而成，但嗣後被太熱所溫，在其內部由表面層的壓力，熱量次第增加，之後又放射性元素的崩潰之放熱，使初始冷凍的地球轉變呈熔融熾熱的材料，之後即與星雲假說的觀念相似形成分層的地球與不同厚度，性質的地殼及內部的熔融岩漿材料。

（3）岩漿活動

一般認為地殼下部和地函上部為固體，但若受到某種影響，部份會變成為熔融狀態，即為岩漿。

岩漿仍暫時存在於地殼內部，若其冷却凝固則形成各類的火成岩。

但地球內部的溫度雖高，因壓力也大，而大部份地區的溫度未超過熔點，岩石也就無法熔融，因此地殼之下並未有存在著連續的岩漿層，僅在特殊環境與條件下，深處的岩石才可能被熔融而產生岩漿。

岩漿就如同一般的流體，受到壓迫時就朝壓力小的方向移動，其移動方向主要為向上移動，由於地殼的變形或垂直的移動，都將迫使岩漿噴發，或由於岩漿融蝕了覆蓋的岩體，同化作用逐漸向上進行，在向上移動的過程中，岩漿即可能沿著地殼裂隙成導管而噴出地表，即為火山活動。

地球表面有時會有火山噴發，這些火山材料的來源可以深逹200公里。

火山噴發即為岩漿活動，岩漿活動的材料大部份都掩藏在地下，我們僅能直接觀察到噴發出地表的現象。

熔融的岩漿流出地表，冷却而成火山岩，通常也叫火成岩。

也有些岩漿在地殼內部固化而成深成岩，深成岩無法直接觀察，但由於地殼之隆起抬升和長期的侵蝕作用，深成岩才能暴露於地表。

岩漿活動後使岩漿冷却固化而成的岩石為火成岩，火成岩體的大小，形狀與圍岩的接觸關係即為火成岩的產狀：

1.侵入岩的產狀：

侵入岩為岩漿在地殼內部固化的火成岩，有時也叫深成岩。

（1）岩床：

岩漿沿地層層面侵入，形成與層面平行的板狀侵入體。

（2）岩脈：

與圍岩層理或片理斜交的脈狀侵入體。

（3）岩盤:

岩漿侵入岩層之間的侵入體，其底部平坦，頂部拱起，中央厚度大，邊緣厚度小。

（4）岩株：

規模較大的侵入體，頂部平面常呈近圓形，與圍岩接觸面比較陡，出露面積小。

2.噴出岩的產狀：

計有中心式噴發，裂隙式噴發。

2、火成岩的分類：

火成岩中的花崗岩

火成岩由岩漿冷卻固化而成，由熔融蟙熱流體狀冷卻固化過程並非都相同的，若加上岩漿活動，則整個過程中伴隨著分化作用與同化作用。

（一）.分化作用：

仍岩漿因在不同深度（即壓力），不同溫度下逐步階段式的形成各類礦物也逐步階段式地變化其成份的過程，因此可使岩漿自近岩漿至遠離岩漿庫的不同深度產生不同成分的火成岩。

（二）.同化作用：

岩漿活動過程中，其高溫條件也將所經過的不同位置（深度）的圍岩予以融化，這些被溶化的圍岩物質即加入新的岩漿內，即增加了成份材料的作用。

岩漿固化過程中的分化與同化作用及岩漿深度會影響其固化完成的時間長短，而時間長短會影響固化過程中產生的礦物晶體的大小（即晶體粒度），當然也受到其他因素條件如岩漿的黏度、結晶物質的含量、冷卻過程中的寧靜或擾動等所控制。

整體而言，若所有因素條件相似，則冷卻固化時間愈長，晶體粒度會越大，快速冷卻固化時，晶體粒度則小，甚至細小至玻璃質。

而晶體顆粒之間是呈相互鑲崁的關係。

（三）.火成岩由上之敘述有噴出與侵入的產狀，晶體有不同的位置，也有不同成分礦物的結晶，晶體粒度也有不同的大小，岩石學者對火成岩的初步分類即依據這些條件，可由下表予以介紹

石英含量

晶體粒度

粗粒（侵入）

細粒（噴出）

低

小於10%

輝長岩

玄武岩

閃長岩

安山岩

二長岩

二長安山岩

正長岩

粗面岩

高

大於10%

花崗閃長岩

石英安山岩

石英閃長岩

石英二長岩

石英二長岩

安山岩

花崗岩

流紋岩

由上述的分類表中可以知道花崗岩石英高含量，結晶較粗粒的、淡色的侵入火成岩，其含量較高的化學組織為SiO272.08%；Al2O313.86%；K2O5.46%；Na2O3.08%；FeO1.67%；CaO1.33%及其他微量的成分。

花崗岩為侵入火成岩中很常見的一種，多為淺肉色，淺灰色，灰白色等，結晶雖較粗，但也有中等粒度，細粒和塊狀的粒度。

化學成分所組成的主要礦物有石英、鉀長石、酸性斜長石，次要礦物有黑雲母、角閃石、輝石，更有磁鐵礦、木屑石、鋯石、磷灰石、電氣石、螢石。

長石礦物中鉀長石含量常比斜長石多，鉀長石在花崗岩中多呈淺肉色、也有灰白或灰色。

花崗石也有根據暗色礦物種類進ㄧ步命名，如暗色礦物為黑雲母，可較黑雲母花崗岩，如為黑雲母與白雲母含量近相等，可叫二雲母花崗岩，如暗色礦物為角閃石，可叫角閃石花崗岩，如暗色礦物為輝石則可叫輝石花崗岩，若幾乎不含暗色礦物則較白花崗岩。

三、金門的花崗石

（ㄧ）.圖一是金門與烈嶼的花崗岩類岩分布圖，主要為花崗岩的分布，圖二為金門島西側烈嶼的地質圖，兩島相距甚近，又多以花崗岩為主，而這些花崗岩均成塊狀的凌散分布，似乎可以認為金門島除花崗岩外的地區亦與烈嶼具有相似的其他岩石或岩層，烈嶼的地質單位有現代堆積、紅土礫石層、玄武岩層、金門層和花崗岩類五地質單位，現代堆積分布面積較廣，其次為花崗岩類。

（二）.金門的花崗岩類-火成岩

習慣上都會說金門的花崗岩類實際上出露在金門的火成岩除花崗岩類外，尚有花崗片麻岩和矽質玄武岩，其成分與所含礦物分別予以敘述如下：

1.花崗岩類與花崗片麻岩

（1）金門地區的花崗岩類岩石的年齡為139百萬年至100百萬年，是屬於大陸東南晚侏儸紀到早白堊紀的燕山期岩漿活動晚期的第一幕與第三幕產物。

岩性以花崗岩為主，石英二長岩、花崗閃石岩、奧長花崗岩及英雲閃長岩為輔，含有不等量的石英長石、斜長石、黑雲母、白雲母及鈣長石。

花崗岩類岩石常被許多晚白堊紀基性岩脈所截切，配合福建沿海地質，可指示外海島嶼的晚白堊紀花崗岩類岩石正處於中國東南大陸邊緣由後造山運動轉為張裂的構造環境。

（2）至於出露於金門島北大武山之花崗岩與花崗片麻岩曾同時ㄧ起接受同一熱事件之作用為一深成/變質岩體，並因區域構造抬升作用，依循同ㄧ溫度與時間路經冷卻，這些作用仍由其成分礦物角閃石、黑雲母、鉀長石內之氬-氬定年的結果，區域板塊運動與花崗岩之侵入在冷卻與抬升過程中有密不可分的關係。

2.矽質玄武岩

（1）在金門與烈嶼地區廣大的花崗岩質岩石常被許多晚白堊紀基性岩脈所截切，這些岩脈沿著一組近乎東北-西南走向而向東傾斜的節理侵入花崗岩中，岩脈與花崗岩質岩石的圍岩之接觸關係，非常明顯且平整，但並未發現反應邊緣或變形現象。

岩脈成斑狀組織，礦物以角閃石及斜長石為主要斑晶礦物。

岩脈由鈣鹼質至高鉀系列的玄武岩至安山岩所組成，為來自島弧或造山帶範圍內的岩漿所成。

整體觀之，金門及烈嶼基性岩脈的特性與中國東南大陸邊緣晚侏儸紀至早白堊紀隱沒作用所產生的花崗岩質岩石類似，由此也令一般相信自白堊紀以來，中國東南大陸邊緣由隱沒轉為張裂的構造環境。

而基性岩脈又與張裂構造環境密切相關，基性岩脈的岩漿應源自已受中生代隱沒作用影響的岩石圈地函。

他們代表張裂作用開始的產物，此一作用隨後造成軟流圈地函上湧而引發中新世板塊內的玄武岩的形成。

（2）金門與烈嶼地區晚中新世的玄武岩屬矽質玄武岩，斑晶主要由斜長石、斜輝石及少量橄欖石，鉻尖晶石及鈦鐵礦等組成，這些矽質玄武岩的成分顯示為板塊內部玄武岩。

整體觀之，金門與烈嶼地區的矽質玄武岩與福建東南澎湖群島及台灣西北部晚第三紀玄武岩在礦物、岩石、地球化學皆顯示ㄧ致的特性，這些玄武岩更與海南島及南中國海的板內洋島玄武岩呈現類似。

所有這些板塊內部玄武岩的生成，皆導因於華南大陸拉張作用所引起的上地函減壓熔融，期間並伴隨了岩石圈與軟流圈的交互作用。

圖一.金門島與烈嶼島的花崗岩類分部

圖二.烈嶼島地質圖