火成岩
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第三章火成岩岩石是在各种地质作用下,按一定方式结合而成的矿物集合体,是构成地壳及地幔的主要物质。
有些岩石主要由一种矿物组成,称单矿岩。
如天安门前金水桥的大理石,古代称汉白玉,由单一的方解石组成的。
多矿物构成的岩石称多矿岩,自然界绝大多数岩石是由两种以上矿物组成的。
岩石是地质作用的产物,其化学成分、矿物成分、结构、构造及产状都与地质作用有密切的因果关系。
同时岩石又是地质作用的对象,地球的内、外营力共同对岩石外表形态等进行塑造。
概况地说,岩石是地球发展的产物,其记录了地球发展的历史和规律。
按成因,岩石可以分火成岩 (岩浆岩)、沉积岩和变质岩三大类。
(1) 火成岩(岩浆岩)(Magmatic rocks, Igneous rocks):它主要是由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆,在侵入地下或喷出地表冷凝而成的岩石。
简单地说:由岩浆冷凝固结而成的岩石称为岩浆岩。
(2) 沉积岩(Sedimentary rocks):它是由地壳风化产物、生物有关物质、火山碎屑物等,在外营力作用下搬运、沉积、固结而成。
如砂岩、灰岩。
(3) 变质岩(Metamorphic rocks):由岩浆岩、沉积岩经变质作用转化而成的岩石。
如大理岩、片麻岩等。
就面积而言,沉积岩占75%,火成岩和变质岩共占25%。
就重量而言,火成岩占89%,沉积岩和变质岩分别为5%和6%。
岩浆岩和变质岩又可统称为结晶岩。
三大岩类可以相互转化。
一、基本概念1.火成岩简单地说,火成岩就是由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆冷却后而形成的一种岩石。
现在已经发现700多种岩浆岩,大部分是在地壳里面的岩石。
火成岩包括两类岩石:一类是由岩浆冷凝结晶作用形成的岩浆岩;另一类是由非岩浆作用形成的(如花岗岩化作用)。
其中,以岩浆岩为主,占地壳总体积的65%。
2.岩浆的概念岩浆是在地壳深处或上地幔天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体,是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。
火成岩的结晶结构概述说明以及解释1. 引言1.1 概述火成岩是地壳中最主要的岩石类型之一,其形成与内部地球的高温和高压条件密切相关。
作为地球内部物质的凝聚产物,火成岩具有晶粒结构。
火成岩结晶结构的研究在了解地球内部构造和岩浆活动、探寻矿产资源等方面具有重要意义。
1.2 文章结构本文将首先介绍火成岩的结晶过程及其类型与特征。
然后详细探讨影响火成岩结晶结构形成的因素。
接下来将介绍常见火成岩的结晶结构分析方法,并对不同类别的火山岩进行特征分析。
最后,总结已有关于火成岩结晶结构的研究成果,并提出未来研究的展望和重点方向。
1.3 目的本文旨在全面概述和说明火成岩的结晶结构,深入探讨其分类与描述方法,并分析常见火成岩类别的特征。
此外,本文还将总结已有研究成果并提出未来研究方向,以推动对火成岩结晶结构及其相关领域的深入理解和进一步研究。
通过对火成岩结晶结构的详细讨论,期望能够为地质学、岩石学和矿产资源开发提供重要参考和指导。
2. 火成岩的结晶结构2.1 结晶过程火成岩是由地壳深处的熔融岩浆冷却凝固形成的,其中包含了丰富的矿物组分。
火成岩在冷却过程中经历了结晶过程,即从熔融状态到固态晶体的转变。
在结晶过程中,岩浆中的溶质逐渐凝固形成了各种不同的矿物。
2.2 结晶类型与特征火成岩的结晶类型可以分为两类:离散型和连续型。
离散型结晶是指岩浆中溶质相互间隔单独生长,形成明显可见的颗粒状结构;而连续型结晶则是指溶质在整个岩浆中均匀连续地生长。
不同类型的火成岩具有不同的结晶特征。
例如,花岗岩类火成岩通常以大颗粒晶体为主要特征,这些大颗粒晶体称为斑状矿物;而玄武岩类火成岩则以微小颗粒和胞间玻璃为主要特征;安山岩类火成岩则具有中等大小的斑状晶体和细颗粒状结构。
2.3 结晶结构的影响因素火成岩的结晶结构受多种因素的影响。
化学成分是其中一个重要因素,不同元素在地壳深处形成的熔融岩浆中存在浓度差异,导致了不同矿物的形成。
此外,冷却速率也是影响结晶结构的关键因素,快速冷却会促使小颗粒快速凝固和形成胞间玻璃;而缓慢冷却则有利于大型斑状矿物生长。
浅成岩是岩浆在地下,侵入地壳内部3-1.5千米的深度之间形成的火成岩,一般为细粒、隐晶质和斑状结构;深成岩是岩浆侵入地壳深层3千米以下,缓慢冷却相成的火成岩,一般为全晶质粗粒结构;亦名侵入岩。
火山岩在火山爆发岩浆喷出地面之后,再经冷却形成,所以又名喷出岩,由于冷却较快,所以一般形成细粒或玻璃质的岩石。
编辑本段纹理岩浆岩最明显的分别是纹理,主要与组成晶子(粒子)的大小和形状相关。
编辑本段粒度根据晶子粒的大小,岩浆岩分成五类:火成岩标本(图3)伟晶岩质,有非常大的颗粒晶岩质,只有大的颗粒斑状,有一些大颗粒和一些小颗粒非显晶质,只有小颗粒玻璃状,没有颗粒编辑本段晶体结构晶体形状也是纹理的一个重要因素,以此分成三类:全角:晶体形状完全保存。
火成岩标本(图4)半角:晶体形状部分保存。
他形:认不出晶体方向。
其中以第3项居多编辑本段化学成分岩浆岩以两种化学成分分类:二氧化硅的含量:火成岩标本(图5)酸性火成岩含量>66%中性火成岩含量66%~52%基性火成岩含量52%~45%超基性火成岩含量45%~40%石英,碱长石和似长石的含量:长英质:含量很高,一般颜色较浅,密度较低。
铁镁质:含量低,颜色深,而且密度较高。
编辑本段物质组成①化学成分。
主要由氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、钛、锰、氢、磷岩浆岩平均化学成分表等12种元素组成。
它们被称为造岩元素,约占火成岩总重量的99%以上,尤以氧最多,占总重量的46%以上。
其余所有元素的重量总和还不到1%。
它们常用氧化物百分数表示(表1)。
SiO2是岩浆岩中最重要的一种氧化物,其含量是岩石分类的一个主要参数。
如SiO2含量大于65%的火成岩称酸性岩,含量52%~65%者为中性岩,45%~52%者为基性岩,小于45%者为超基性岩。
K2O+Na2O重量百分数之和称为全碱含量,也是岩石分类的一个重要参数。
除12种主要元素外,火成岩中还含有许多种微量元素,如Au、Ag、As、B、Ba、Be、Cu、Pb、Zn、F、Cl、S、Ce、Li等。
第二章火成岩的基本特征与分类一、 火成岩的物质成分●化学成分●矿物成分●化学成分与矿物共生组合的关系●火成岩形成条件对矿物共生组合的影响一、火成岩的物质成分火成岩物质成分研究的意义:●是火成岩分类命名的基本依据●为研究岩浆起源、演化和岩浆物理性质提供重要依据●为岩浆岩浆形成时的大地构造背景和岩石圈层的演化提高重要信息1. 主要元素(Major elements ) :O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, Ti, P, H, Mn, C 等,其中氧的含量最高。
常用氧化物的形式表示火成岩的成分,即:SiO 2、TiO 2 、Al 2O 3、Fe 2O 3、FeO 、MnO 、MgO 、CaO 、K 2O 、Na 2O 、 P 2O 5 、H 2O 和CO 2等13 种,每种氧化物含量一般>0.1%,占火成岩平均化学成分的98%左右。
(一)火成岩的化学成分类型:主要元素、痕量元素和同位素1. 主要元素:※火成岩主要造岩氧化物含量的大致范围是:SiO2 34~75% 少数可达 80%Al2O3 10~20% 在纯橄榄岩中较低MgO 1~25%CaO 0~15% 但某些辉长岩中达23%Fe2O3+FeO 1~15% 一般FeO>Fe2O3Na2O 0~15% 霞石岩中可达19.48%K2O 一般<10% 白榴石岩中可达17.94%H2O+( 结晶水) 和H2O- ( 吸附水) 一般<2% ,个别达10% TiO2 0~2% 很少超过 5%P2O5 0~0.5% 很少超过 3%MnO 0~0.3% 很少超过 2%(一)火成岩的化学成分几种主要造岩氧化物:是最重要的成分,含量高,是岩石酸性程度(基(1)SiO2含量的变化,其它氧化物呈现规律性程度)的标志。
随着SiO2性的增加或减少。
超基性岩 SiO2<45%基性岩 SiO2=45~52%中性岩 SiO2=52~63%酸性岩 SiO2>63%几种主要造岩氧化物O3:在火成岩中含量仅次于SiO2,SiO2、Al2O3与(2)Al2CaO、Na2O、 K2O一起组成长石和副长石类矿物;与FeO*、MgO、CaO等结合形成辉石、角闪石、黑云母等矿物。
第二篇火成岩第二章岩浆与岩浆作用岩浆是由已存在的地幔或地壳岩石经熔融或部分熔融形成的, 它可以全部由液相的熔体组成, 也可以含有部分固态物质和挥发分。
由于岩浆源区的岩石主要为硅酸盐, 岩浆的主要组成也为硅酸盐。
当岩浆产生后, 在通过地幔和/ 或地壳上升到地表或近地表的途中, 发生各种变化的复杂过程称为岩浆作用 (magmatism)。
源区:上地幔地壳成分:硅酸盐挥发分固体物质高温粘稠的熔融体分类:岩浆喷出地表形成的火成岩称为喷出岩(extrusiverocks) ; 侵入于地壳中的称为侵入岩(intrusive rocks)。
原生岩浆:原生岩浆 (primary magma) 是由地幔或地壳岩石经熔融或部分熔融作用形成的成分未发生变异的岩浆。
特点:成分未发生变化母岩浆:能够通过各种作用 (分异作用、同化作用、混合作用等) 产生派生岩浆的独立的液态岩浆称为母岩浆(parent magma)。
因此原生岩浆可以成为母岩浆,但母岩浆不一定是原生岩浆。
如玄武岩浆可通过分异作用产生安山岩和英安岩, 从而形成了玄武岩—安山岩—英安岩系列。
经分异作用产生的派生岩浆又可称为进化岩浆 (evolved magma) , 分异作用强的表示其进化程度高。
亏损地幔:液相中的元素随着熔融作用不断地移出地幔源区进入岩浆。
关键词:富集地幔地幔交代作用地壳物质重新返回地幔的再循环作用。
原生岩浆主要类型:玄武岩浆、花岗质岩浆和安山岩浆。
原生岩浆冷却结晶可以形成火成岩,派生岩浆形成各种各样的火成岩。
二、岩浆的形成与运移:岩浆形成的两个最基本的条件是: 1.源区的岩石, 即地幔或地壳的岩石作为熔融岩浆的母岩; 2.足够热能的积累。
岩浆源区岩石特征的3种了解途径:①、寻找岩浆中的深源捕虏体如碱性玄武岩类、金伯利岩捕虏体:橄榄岩玄武岩:尖晶石橄榄岩或石榴子石橄榄岩金伯利岩:石榴子石橄榄岩深度:都源于地幔,金伯利岩源区深度大于玄武岩,石榴子石橄榄岩平衡的深度大于尖晶石二辉橄榄岩。
火成岩分类火成岩是地球上最常见的岩石之一,由于其独特的形成过程和组成成分,被广泛应用于地质学和矿产资源研究领域。
火成岩主要由岩浆在地壳或地下形成并冷却而成。
根据其形成过程和矿物成分的差异,火成岩可以分为几种不同的类型。
1. 基性火成岩基性火成岩是一类富含镁铁矿物和较少硅酸盐的火成岩。
其主要成分为辉石和斜长石,少量含有矿物质如黑云母、辉石和角闪石等。
基性火成岩常常呈现为黑色或暗绿色,具有密度高、结构紧密和硬度高的特点。
常见的基性岩石有玄武岩、辉长岩等。
玄武岩是最常见的一种基性岩石,主要由辉石和斜长石组成。
它具有细粒、致密、块状构造和高密度等特点,通常呈暗灰色或黑色。
玄武岩广泛分布于地球上,尤其是大洋中脊和火山活跃地区。
辉长岩是另一种典型的基性岩石,主要成分为辉石和斜长石。
与玄武岩相比,辉长岩富含铝和钙,具有较浅色的外观。
辉长岩常出现在地壳较浅的地区,如洋壳和陆壳的边缘带。
2. 酸性火成岩酸性火成岩是一类富含硅酸盐的火成岩,其成分相对而言较为丰富。
酸性火成岩具有低密度、多孔性和颗粒间的质块相对较大等特点。
酸性火成岩通常呈现为浅色,如浅灰色或浅粉色。
花岗岩是酸性火成岩中最常见的类型之一,主要由石英、长石和黑云母组成。
花岗岩具有均质的颗粒结构和大块状的结构特征,其颗粒细腻且晶体发育良好。
花岗岩可分为斑状花岗岩和块状花岗岩两种类型,前者结构较粗大,后者则由许多小块状结构组成。
一些较为特殊的酸性火成岩包括英安岩和花岗闪长岩。
英安岩的主要矿物组成为斜长石和角闪石,与花岗岩相似,但斜长石的含量较高。
花岗闪长岩则富含钠长石和角闪石,其颜色较为深黑而具有金属光泽。
3. 中性火成岩中性火成岩是介于基性火成岩和酸性火成岩之间的一类岩石。
其岩石成分介于两者之间,具有较高的硅酸盐含量和较低的镁铁含量。
中性火成岩在颜色上通常为灰色,呈现出明显的颗粒状结构。
安山岩是一种典型的中性火成岩,成分主要由斜长石、辉石和少量黑云母等矿物组成。
研究火成岩前言在最近的一年里接触不少地质方面的知识,在此论文中我将写出一些有关火成岩的知识。
我们生活在大自然的怀抱里,他给予我们很多奇迹和惊喜,当然我们也有义务保护他,爱护他,并且研究他,能充分利用各个方面的能源和材料资源。
摘要火成岩又叫做岩浆岩,它通过一系列复杂的化学物理反应生成,他富含矿物,并且通过这些矿物我们可以推断出当地的地质年龄以及底层特性,可以确定哪个年代发生过什么事件,此外他是个建筑,工程方面很重要的石材,有很高的利用价值及研究价值。
1.火成岩的概念火成岩或称岩浆岩,是指岩冷却后(地壳里喷出的岩浆,或者被融化的现存岩石),成形的一种岩石。
现在已经发现700多种岩浆岩,大部分是在地壳里面的岩石。
常见的岩浆岩有花岗岩、安山岩及玄武岩等。
一般来说,岩浆岩易出现于板块交界地带的火山区。
火成岩(IgneousRock)由岩浆(Magma)直接凝固而成。
液态冷却中结品成多种矿物,矿物再紧密结合成火成岩。
化学成分各异之岩浆,最後成为矿物成分各异之火成岩,种类繁多,细分之有数百种。
如依其含矽量之高低做最简明之分类,火成岩有酸性(Acidic)、中性(Intermediate)、基性(Basic),及超基性(Ultrabasic)四大类。
同时火成岩之晶体,因结晶时在地下之深度不一亦有粗细之别;将此分别代表深浅之粗细做为矿物成分以外之另一分类依据。
2.火成岩的结构和构造1.结晶程度结晶程度是指岩石中结晶质部分和费解净值部分之间的比例。
岩石全部由已结晶的矿物组成时,称为全晶质结构,全部由未结晶的火山玻璃组成,称为玻璃质结构,岩又有玻璃时称为办晶质结构。
岩浆快速冷却后除了结晶成玻璃外,也可以形成脱玻化类似的结晶结构。
所谓的脱玻化作用就是随之地质时石中既有结晶物代的增长和温度,压力的参与玻璃质将逐渐转变成稳定态的结晶质,这一过程称为脱玻化作用。
2.矿物颗粒的大小矿物的颗粒大小一是指矿物颗粒的绝对大小,二是指矿物颗粒的相对大小。
火成岩的名词解释火成岩是地壳中最常见的岩石类型之一,形成于地球内部的岩浆冷却结晶的过程中。
火成岩可以被分为侵入岩和喷发岩两大类,它们的区别在于岩浆冷却的地点不同。
无论是哪种类型的火成岩,都是地球历史上极为重要的构造材料,对我们理解地壳演化与地球动力学过程具有重要意义。
火成岩是由地幔或地壳中的岩浆冷却经历了结晶作用而形成的。
这些岩浆通常由地球内部的高温高压条件下的熔融岩石形成,通过地壳深部破裂或热点活动通道进入表面。
在冷却过程中,岩浆中的矿物质开始结晶并逐渐固化,形成具有特定化学和物理特征的火成岩。
侵入岩是在地壳深部冷却结晶的火成岩。
这些岩石的冷却速度相对较慢,使得矿物质有足够的时间形成较大的晶粒。
侵入岩通常呈块状分布,形成具有明显结构特征的岩体,如岩漏、岩柱等。
常见的侵入岩包括花岗岩、辉石岩和橄榄岩等。
而喷发岩则是在火山喷发过程中喷出的岩浆迅速冷却结晶而形成的。
由于冷却速度较快,喷发岩的矿物质晶粒较小,往往呈细腻或玻璃状结构。
喷发岩通常在地表或地下较浅的地方发现,如火山口周围或各种火山岩堆积物中。
常见的喷发岩包括玄武岩、安山岩和流纹岩等。
火成岩广泛分布于地球各地,它们记录着地球演化的历史和地壳的形成过程。
通过对火成岩的研究,地质学家能够追溯地球内部的运动和岩石循环,了解地球表面的变迁和环境的演变。
同时,火成岩也是矿产资源的重要来源,许多金属矿床和贵重矿物都与火成岩有密切关系。
在岩石学中,火成岩还被用来推测地球内部的化学成分和结构。
由于火成岩形成于深部的熔融岩浆,因此它记录了地球内部物质的组成和状态。
通过对火成岩中矿物的化学成分和同位素组成的分析,地球科学家可以推断地球内部的元素循环和地球动力学的演化过程。
总而言之,火成岩是地球内部经历熔融和冷却结晶过程形成的岩石。
侵入岩和喷发岩是火成岩的两大类,它们的形成过程和结构特征有所不同。
火成岩的研究对于理解地壳演化、地球动力学和矿产资源的开发都具有重要意义。
火成岩火成岩也叫岩浆岩,顾名思义,它就是由岩浆凝固而成的岩石。
它们是各种各样的结晶质或玻璃质岩石。
有的火成岩在地下就凝固了,有的则是在喷出地表面后凝固的。
火成岩是组成地壳的主要岩石,许多金属和非金属矿藏的生成也都与火成岩有关系,所以人们很重视对它的研究。
需要说明的是,火成岩并不完全是岩浆形成的,如有一部分花岗岩,它们是在高温度下,由其他岩石在固态下发生一些物理和化学变化而形成的。
绝大多数火成岩中只有9种元素,这9种元素又大多以氧化物(某一元素与氧元素发生化学反应后形成的新物质叫氧化物)的形式存在于岩石中,其中最多的是二氧化硅。
二氧化硅是最重要的形成岩石的材料,它与其他材料结合会形成橄榄石、辉石、云母、长石、闪石等多种造岩矿物。
矿物是组成岩石的最小单位。
在形成这些矿物后二氧化硅仍有多余(即过饱和)时,就会出现石英;如果二氧化硅含量不足就可能出现橄榄石或似长石类矿物(如霞石)等;当二氧化硅与其他造岩组分的含量适中,则不出现上述两类矿物,而形成辉石、角闪石和长石等矿物。
这些矿物我们也可以叫它们为矿石。
各种岩石其实就是由这样一些矿物组合而成的。
单纯的一种矿物不能称作岩石。
地下深处好像一个大熔炉,岩浆中的不同成分在那里进行一系列的变化,当它们流动到一些地方,如侵入到岩石的空隙时,便会逐渐冷却下来。
这时,那些矿物们就开始出现结晶,再加上其他各种原因,如温度、压力、成分等等,有的结晶会大些,有的会小些,有的是这样几种矿物结合在一起,有的是那样几种矿物结合在一起。
知道了这一点,我们就基本明白了,地球上所以会有那多种不同的岩石,其实就是在于这些元素或造岩物质的不同组合而形成的。
长石、石英、云母、角闪石、辉石和橄榄石等都叫硅酸盐矿物,它们都是形成岩石的主要物质,被称为造岩矿物。
火成岩就是由它们再加上一些少量的磁铁矿、钛铁矿、锆石、磷灰石和榍石等组成。
这些造岩矿物的化学成分和颜色都各不相同,人们把它们分成两类:硅铝矿物和铁镁矿物。
火成岩(IgneousRock)由岩浆(Magma)直接凝固而成。
高温之岩浆在从液态冷却中结晶成多种矿物,矿物再紧密结合成火成岩。
化学成分各异之岩浆,最後成为矿物成分各异之火成岩,种类繁多,细分之有数百种。
如依其含矽量之高低做最简明之分类,火成岩有酸性(Felsic)、中性(Intermediate)、碱性(Mafic),及超基性(Ultrabasic)四大类。
同时火成岩之晶体,因结晶时在地下之深度不一亦有粗细之别;将此分别代表深浅之粗细做为矿物成分以外之另一分类依据。
火山岩在火山爆发岩浆喷出地面之后,再经冷却形成,所以又名喷出岩,由于冷却较快,所以一般形成细粒或玻璃质的岩石。
纹理岩浆岩最明显的分别是纹理,主要与组成晶子(粒子)的大小和形状相关。
粒度根据晶子粒的大小,岩浆岩分成五类:伟晶岩质,有非常大的颗粒晶岩质,只有大的颗粒斑状,有一些大颗粒和一些小颗粒非显晶质,只有小颗粒玻璃状,没有颗粒火成岩标本(图3)晶体结构晶体形状也是纹理的一个重要因素,以此分成三类:全角:晶体形状完全保存。
半角:晶体形状部分保存。
他形:认不出晶体方向。
其中以第3项居多火成岩标本(图4)化学成分岩浆岩以两种化学成分分类:二氧化硅的含量:酸性火成岩含量>66% 中性火成岩含量66%~52% 基性火成岩含量52%~45% 超基性火成岩含量45%~40%石英,碱长石和似长石的含量:长英质:含量很高,一般颜色较浅,密度较低。
铁镁质:含量低,颜色深,而且密度较高。
火成岩标本(图5)物质组成①化学成分。
主要由氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、钛、锰、氢、磷等12种元素组成。
它们被称为造岩元素,约占火成岩总重量的99%以上,尤以氧最多,占总重量的46%以上。
其余所有元素的重量总和还不到1%。
它们常用氧化物百分数表示(表1)。
SiO2是岩浆岩中最重要的一种氧化物,其含量是岩石分类的一个主要参数。
如SiO2含量大于65%的火成岩称酸性岩,含量52%~65%者为中性岩,45%~52%者为基性岩,小于45%者为超基性岩。
K2O+Na2O重量百分数之和称为全碱含量,也是岩石分类的一个重要参数。
除12种主要元素外,火成岩中还含有许多种微量元素,如Au、Ag、As、B、Ba、Be、Cu、Pb、Zn、F、Cl、S、Ce、Li等。
岩浆岩平均化学成分表②矿物成分。
常见的矿物有20多种,通称造岩矿物(表2)。
依其化学成分可分为两类。
硅铝矿物,SiO2与Al2O3含量高,不含FeO、MgO,如石英类、长石类和似长石类。
这类矿物颜色浅,故也称浅色或淡色矿物。
铁镁矿物,FeO 和MgO的含量较高,SiO2含量较低。
如橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云母类等。
这类矿物的颜色较深,故又称深色或暗色矿物。
硅铝矿物和铁镁矿物在火成岩中的比例是岩石鉴定和分类的重要标志之一。
火成岩的矿物成分和化学成分取决于岩浆来源,也取决于岩浆演化成岩的总过程。
如来自幔源的岩浆富含铁、镁、铬等元素,形成的岩石以铁镁矿物为主,而来自壳源的岩浆富含硅铝元素,形成的岩石以硅铝矿物为主,花岗质岩浆在演化过程中与碳酸盐岩接触交代形成的矽卡岩以含钙矿物为主等。
火成岩某些常见岩浆岩的矿物成分结构构造指组成火成岩的矿物及其集合体的形态、外貌和相互关系。
它既是岩石分类命名的重要依据,也是岩石形成时的物理化学条件的反映(如岩浆性质、围岩性质、构造环境等)。
借助结构构造的研究,可以帮助解决火成岩的成因、演化等问题。
①常见的火成岩结构:反映火成岩结晶程度的有全晶质结构(多见于深成岩)、玻璃质结构(多见于酸性喷出岩)和半晶质结构(多见于浅成岩和超浅成岩的边缘相);反映矿物自形程度的有自形粒状结构、它形粒状结构和半自形粒状结构等;反映矿物颗粒间相互关系的有交生结构、反映边结构、环带结构、包含结构和填隙结构等。
②常见的构造:反映侵入岩的构造有块状构造、带状构造、斑杂构造、晶洞构造、流动构造、原生片麻状构造等;反映喷出岩的构造有气孔状、杏仁状构造(多见于熔岩层的顶部)、枕状构造(多见于海相基性熔岩)、流纹构造(多见于酸性熔岩)、柱状节理构造(多见于厚层状基性熔岩)。
产状和相①产状。
指岩体的形态、大小和与围岩的关系。
喷出岩的产状有熔透式(火山喷口粗大,岩浆大面积溢出)、裂隙式(岩浆沿大的断裂裂隙喷出地表)和中心式(岩浆沿颈状管道喷出地表);侵入岩的产状有整合侵入体(如岩盆、岩盖)、不整合接触侵入体(如岩墙、岩株等)。
火成岩标本(图6)②相。
指由于生成环境不同而产生的岩石部分与整个岩体间总的外貌和特征。
常见的火成岩相:反映喷出岩的有溢流相、爆发相、火山颈相、次火山相、火山沉积相等;反映侵入岩的有深成相、中深成相、浅成相以及内部相、边缘相等。
岩石类型根据岩石的矿物成分和化学成分,可分为超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩和碱性岩。
①超基性岩。
SiO2含量小于45%,贫碱,富铁镁,长石含量少,以铁镁等暗色矿物为主,如橄榄岩,辉石岩、苦橄岩等。
②基性岩。
SiO2含量为45%~52%,富钙、铅、镁,贫碱,主要矿物为中性斜长石和辉石,如辉长岩、辉绿岩和玄武岩等。
③中性岩。
SiO2含量为52%~65%,主要矿物为中性斜长石和角闪石,主要类型有闪长岩、二长岩、闪长玢岩、安山岩等。
④酸性岩。
SiO2含量大于65%,铁、镁、钙含量少,主要矿物为石英、钾长石、酸性斜长石和少量黑云母,如花岗岩、花岗闪长岩、花岗斑岩、流纹岩等。
⑤碱性岩。
SiO2含量较低,碱质含量较高,主要矿物为碱性长石、霞石、碱性辉石和碱性闪石等,如霞石正长岩、霞石正长斑岩和粗面岩、响岩等。
岩石种类浆岩主要由硅酸盐矿物组成,此外,还常含微量磁铁矿等副矿物。
根据岩石SiO2含量,岩浆岩可分为四大类:超基性岩:SiO2<45%;基性岩:SiO2=45~52%;中性、碱性岩:SiO2=52~65%;酸性岩:SiO2>65%。
岩石的碱度即指岩石中碱的饱和程度,岩石的碱度与碱含量多少有一定关系。
通常把Na2O+K2O的重量百分比之和,称为全碱含量。
Na2O+K2O含量越高,岩石的碱度越大。
A.Rittmann1957年考虑SiO2和Na2O+K2O之间的关系,提出了确定岩石碱度比较常用的组合指数(σ)。
σ值越大,岩石的碱性程度越强。
每一大类岩石都可以根据碱度大小划分出钙碱性、碱性和过碱性岩三种类型。
σ9时,为过碱性岩。
除了岩石化学成分之外,矿物成分也是岩浆岩分类的依据之一。
在岩浆岩中常见的一些矿物,它们的成分和含量由于岩石类型不同而随之发生有规律的变化。
如石英、长石呈白色或肉色,被称为浅色矿物;橄榄石、辉石、角闪石和云母呈暗绿色、暗褐色,被称为暗色矿物。
通常,超基性岩中没有石英,长石也很少,主要由暗色矿物组成;而酸性岩中暗色矿物很少,主要由浅色矿物组成;基性岩和中性岩的矿物组成位于两者之间,浅色矿物和暗色矿物各占有一定的比例。
根据产状,也就是根据岩石侵入到地下还是喷出到地表,岩浆岩又可以分为侵入岩和喷出岩。
侵入岩根据形成深度的不同,又细分为深成岩和浅成岩。
每个大类的侵入岩和喷出岩在化学成分上是一致的,也就是说岩浆成分是相似的,但是由于形成环境不同,造成它们的结构和构造有明显的差别。
深成岩位于地下深处,岩浆冷凝速度慢,岩石多为全晶质、矿物结晶颗粒也比较大,常常形成大的斑晶;浅成岩靠近地表,常具细粒结构和斑状结构;而喷出岩由于冷凝速度快,矿物来不及结晶,常形成隐晶质和玻璃质的岩石。
根据上述原则,首先把岩浆岩按酸度分成四大类,然后再按碱度把每大类岩石分出几个岩类,它们就是构成岩浆岩大家族的主要成员。
比如超基性岩大类:钙碱性系列的岩石是橄榄岩-苦橄岩类;偏碱性的岩石是含金刚石的金伯利岩;过碱性岩石为霓霞岩-霞石岩类和碳酸岩类。
基性岩大类:钙碱性系列的岩石是辉长岩-玄武岩类;相应的碱性岩类是碱性辉长岩和碱性玄武岩。
中性岩大类:钙碱性系列为闪长岩-安山岩类;碱性系列为正长岩-粗面岩类;过碱性岩石为霞石正长岩-响岩类。
酸性岩类:主要为钙碱性系列的花岗岩-流纹岩类。
火成岩地貌(图1)火成岩地貌(图2)岩石成因起源根据目前研究,岩浆起源于上地幔和地壳底层,并把直接来自地幔或地壳底层的岩浆叫原始岩浆。
岩浆岩种类虽然繁多,但原始岩浆的种类却极其有限,一般认为仅三、四种而已,即只有超基性(橄榄)岩浆、基性(玄武岩浆)、中性(安山)岩浆和酸性(花岗或流纹)岩浆。
当然,对这个问题的认识也经过一个长期历史发展过程。
在十九世纪中叶布恩森(Bonson,1851)曾提出有玄武岩浆和花岗岩浆两种原始岩浆的主张,但关于花岗岩浆的论点一直未受重视,一些学者却坚持认为只有一种玄武岩浆,而所有的岩浆岩都是由玄武岩浆派生出来的。
这就是本世纪初至20年代期间风行一时的岩浆成因一元论。
火成岩地貌(图3)最早提出一元论者是戴里(Daly)和鲍文。
但一元论不能解释这样一个众所周知的地质事实,即花岗岩在大陆地壳中的分布要比玄武岩广得多,例如据计算,花岗岩的分布面积比玄武岩大五倍,比其他深成岩大二十倍,并且花岗岩几乎不与玄武岩共生。
进入本世纪三十年代,列文生—列森格和肯尼迪(Kenndy,1933)根据花岗岩和玄武岩同为地壳中分布最广的岩浆岩这一事实,又重新昌导花岗岩浆和玄武岩浆两种原始岩浆的论点,即所谓岩浆成因二元论。
本世纪中期前后,有人针对环太平洋“安山岩线”和阿尔卑斯型超基性侵入岩这种地质事实,又提出了安山岩浆和橄榄岩浆的论点。
于是进入了所谓岩浆成因的多元论阶段。
目前认为种类繁多的火成岩岩浆岩就是从橄榄岩浆、玄武岩浆、安山岩浆、花岗岩浆通过复杂的演化作用形成的。
这几种原始岩浆是上地幔和地壳底层的固态物质在一定条件下通过局部熔融(重熔)产生的。
局部熔融是现代岩浆成因方面的一个基本概念,大致解释如下:和单种矿物比较起来,岩石在熔化时有下列两个特点:第一,是岩石的熔化温度低于其构成矿物各自单独熔化时的熔点;第二,是岩石从开始熔化到完全熔化有一个温度区间,而矿物在一定的压力下仅有一个熔化温度。
岩石熔化时之所以出现上述特点,是因为岩石是由多种矿物组成的,不同的矿物其熔点也不相同,在岩石熔化时,不同矿物的熔化顺序自然不同。
一般的情况是:矿物或岩石中SiO2和K2O含量愈高,即组分愈趋向于“酸性”,愈易熔化,称为易熔组分;反之,矿物或岩石中FeO、MgO、CaO含量愈高,即组分愈趋于“基性”,愈难熔化,称为难熔组分。
所以,岩石开始熔化时产生的熔体中SiO2、K2O、Na2O较多,熔体偏于酸性,随着熔化温度的提高,熔体中铁、镁组分增加而渐趋于基性。
表中列出了岩屑砂岩在水压为2000巴时所做的熔化实验数据。
由该表可知,熔体成分变化十分明显,在690℃至730℃之间局部熔融现象很清楚。
熔体成分中SiO2含量随着温度的升高而降低,CaO、FeO、MgO组分增加。