本文介绍了关于花岗岩中巨晶形成机制的新研究，通过分析巨晶中斜长石包裹体的晶体取向，揭示了巨晶形成于岩浆演化的早期，而非后期重结晶作用的结果。文章还讨论了巨晶形成过程对于理解花岗岩形成机制及大陆地壳演化过程的重要意义。
最新研究通过相平衡模拟和微观结构分析，确定了巨晶形成于岩浆结晶程度约55%时，此时岩浆发生“晶体锁定”，流动性急剧下降。
巨晶记录了岩浆从流动状态到固结状态的关键转变过程，这一转变对于理解岩浆演化历史以及岩浆与成矿作用之间的关系具有重要意义。
通过对花岗岩巨晶中斜长石包裹体的晶体取向进行定量分析，结合相平衡模拟技术，研究团队提出了新的巨晶形成模型。
花岗岩中的巨晶，是记录岩浆演化历史的见证者！但是，巨晶是在岩浆早期还是晚期形成，一直存在争议。最新发表在《地质学》期刊上的研究，通过分析巨晶中斜长石包裹体的晶体取向，揭开了这一谜题。
研究发现，巨晶中心的斜长石包裹体取向规律，表明它们在熔体充裕的环境下自由旋转，通过“共生长”机制结合；
而巨晶外围和基质中的斜长石取向随机，暗示晶体已无法自由旋转。
通过相平衡模拟，研究人员确定了这种晶体取向转变对应的岩浆结晶程度（约55%），此时岩浆发生“晶体锁定”，流动性急剧下降。
这项研究表明，巨晶形成于岩浆演化的早期，而非后期重结晶作用的结果。
花岗岩是构成大陆地壳的重要岩石类型，其形成过程一直是地质学家研究的热点。
近年来，科学家对花岗岩中一种被称为“巨晶”的特殊结构尤其关注。
巨晶是指尺寸远大于周围矿物颗粒的钾长石晶体，通常可达数厘米甚至十几厘米长。
长期以来，关于巨晶的形成机制存在两种截然不同的观点：1）
早期岩浆结晶说：
支持者认为巨晶形成于富含熔体的岩浆中，具有自形特征和环带结构，并与岩浆流动的痕迹相吻合。
2)
后期重结晶说：
支持者则根据实验和热力学模拟结果，指出钾长石（巨晶的主要成分）通常在岩浆结晶的晚期才开始形成，此时岩浆已高度结晶，缺乏形成巨晶的空间。
这两种观点相互矛盾，构成了地质学界著名的“巨晶悖论”。
破解“巨晶悖论”对于理解花岗岩的形成机制至关重要。
巨晶的形成过程可能记录了岩浆从流动状态到固结状态的关键转变，这对于理解岩浆的演化历史以及岩浆与成矿作用之间的关系具有重要意义。
最近，研究人员《地质学》（Geology）
期刊
上发表了一篇论文，对“巨晶悖论”给出了新的解释。他们通过对美国加州某侵入杂岩体中花岗岩巨晶的详细研究，找到了破解这一难题的关键钥匙。
研究团队利用电子背散射衍射（EBSD）技术，对巨晶中斜长石包裹体的晶体取向进行了定量分析。研究发现，在巨晶的中心区域，斜长石包裹体的晶体取向呈现出规律性，表明这些包裹体是通过一种被称为“共生长”的机制结合在一起的。共生长是指晶体在富含熔体的环境中自由生长，并通过旋转调整至能量最低的取向后结合在一起。
然而，在巨晶的外围区域以及周围的基质中，斜长石的晶体取向则呈现出随机性，表明这些斜长石是在晶体无法自由旋转的环境下形成的。
为了进一步确定这种转变发生的时机，研究团队利用相平衡模拟技术，计算了岩浆在不同结晶程度下的矿物组成。结果表明，当岩浆结晶程度达到约55%时，晶体将失去自由旋转的能力，形成相互联结的刚性骨架，这一过程被称为“晶体锁定”。
结合微观结构和相平衡模拟结果，研究团队提出了一种新的巨晶形成模型：
早期生长阶段：在岩浆结晶程度较低（<55%）时，钾长石开始结晶形成巨晶。此时，岩浆中富含熔体，晶体可以自由旋转，斜长石包裹体通过共生长机制结合到巨晶上。
晶体锁定阶段：随着岩浆结晶程度逐渐升高，当达到约55%时，岩浆发生“晶体锁定”，晶体失去自由旋转的能力。
晚期生长阶段：晶体锁定后，钾长石继续结晶，但由于空间有限，只能以不规则的形态填充在巨晶周围，形成基质。
这一模型完美地解释了巨晶中斜长石包裹体晶体取向的差异，并将巨晶的形成与岩浆的结晶程度和流动性联系起来。
研究结果表明，巨晶的形成并非后期重结晶作用的结果，而是在岩浆演化的早期阶段就已经开始。
巨晶就像一把记录岩浆历史的钥匙，它记录了岩浆从流动状态到固结状态的关键转变过程。
这项研究成果对于理解花岗岩的形成机制以及大陆地壳的演化过程具有重要意义。它为我们提供了一个全新的视角，来解读这些记录在地球深处的岩石密码。
论文信息：
Charlotte Gordon
,
David Wallis; Resolving the “megacryst paradox”: Feldspar orientation relationships record crystal mobility in granites.
Geology
2024; doi:
