火成岩

   地球上所见到的虽然千姿百态,五彩缤纷,但根据它们自身的特点、形成条件不同,可分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类,其中以火成岩最多,它主要构成了深部地壳和上地幔,约占整个地壳的65%。通过对火成岩的研究,可探讨地球的形成、演化、地壳运动等一些重要作用。

火成岩---岩浆与火成岩

岩浆(magma) 是指地球深部产生的一种炽热的、粘度较大的硅酸盐熔融体。岩浆可以在上地幔或地壳深处运移,或喷出地表,它的主要成分是硅酸盐,还含有大量的挥发组分及成矿金属。岩浆温度范围为700-1200℃之间。
火成岩(igneous rocks)的英文名称来源于拉丁文,意为火焰,一般指由地下深处炽热的岩浆(熔融或部分熔融物质)在地下或在地表冷凝形成的岩石。火成岩和岩浆成分不完全相同,它是失去了大量挥发份的岩浆冷凝物。火成岩通常分为喷出岩和侵入岩两类。

火成岩---矿物成分

岩石是有由矿物组成的,矿物成分可以反映岩石的特征和成因。组成火成岩的矿物,常见的约二十多种,主要由长石、石英、云母、角闪石、辉石和橄榄石等硅酸盐矿物,及少量的磁铁矿、钛铁矿、锆石、磷灰石和榍石等副矿物组成。这些构成岩石的矿物被称为造岩矿物。
按化学成分的特点和颜色,造岩矿物可分为两类:
硅铝矿物 SiO2与Al2O3的含量较高,不含铁、镁的铝硅酸盐矿物。如石英,长石和似长石类矿物。由于它们的颜色浅,故也被称为浅色或淡色矿物。
铁镁矿物 为富镁、铁、钛、铬的硅酸盐和氧化物矿物,如橄榄石、辉石、角闪石和黑云母类等。由于颜色深,故被称为深色或暗色矿物。 
浅色矿物和暗色矿物在火成岩中含量的比例是火成岩鉴定和分类的重要标志之一。火成岩中暗色矿物的百分含量(体积%),通常称为色率。根据火成岩中色率的大小,可大致推断岩石的化学成分和性质特征。

火成岩---化学成分

  地壳中所有元素在火成岩中均以发现,但其含量却很不相同。含量最多的是O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K和Ti等,这些元素称为造岩元素。它们的总和约占火成岩总重量99.25%。
    在火成岩中,这些元素常用氧化物重量百分比表示,在不同的火成岩中它们的含量变化较大。各种氧化物含量变化范围:SiO2 34-75%,Al2O3 10-20%,Fe2O3 0-5%,MgO 1-25%,CaO 0-15%,Na2O 0-10%,K2O 0-10%。火成岩中除了造岩氧化物外,还有很多微量元素,如Pb,Zn,W,Mo,Sn,Nb,Ta等,这些元素含量虽然很低,但可富集成矿,有着重要意义。
    另外,岩浆的化学组成对矿物的形成影响很大。不同化学成分的火成岩会有不同的矿物组合。

火成岩分类和命名

   自然界的火成岩多种多样,现已经创立的名称就有1000多个。为了深入研究和了解各种岩石的特征,对火成岩必须进行合理的科学分类,而每一种岩石--岩石种就是分类的基本单位,也是命名的对象。

火成岩分类原则

火成岩的种类很多,不同学者从不同角度和标准提出许多分类方案。现有的火成岩分类多半以岩石本身具有的特征为依据,它们主要是:
  组成岩石矿物成分
    不同的火成岩中浅色矿物和暗色矿物的种类和含量的变化是有规律的,根据色率把火成岩分为4类:
    浅色岩 色率0-35;中色岩 色率35-65;深色岩 色率65-90;暗深色岩 色率90-100
  岩石的化学成分
    岩浆岩主要是由硅酸盐矿物组成,二氧化硅是最主要的组分,据其含量可将火成岩划分为:
    超基性岩 SiO2 <45%;基性岩 SiO2 45~52%
    中性岩 SiO2 52~65%;酸性岩 SiO2 >65%
  岩石的产出方式
    根据其产出环境分为深成岩,浅成岩和喷出岩。深成岩常具全晶质结构,喷出岩多为玻璃质或隐晶质。
  定量矿物成分

火成岩命名原则

  火成岩的名称来源很复杂,很多来源于古代,如Basalt(玄武岩)和Porphyry(斑岩)可回溯到罗马时代。有很多岩石是采用首先发现这种岩石的国家中所通用或矿工习用的名称,如Gabbro(辉长岩)来自意大利托卡斯尼的土语。还有不少岩石是以岩石的特征命名,如Trachyte(粗面岩),原是粗糙的意思,因为岩石有粗糙的质感;有些岩石是以首先发现的地点来命名,如Andesite(安山岩)和Kimberlite(金伯利岩)分别以安第斯山和南非金伯利岩地区命名。
    在我国岩石名称大多数采用岩石中矿物组合的名称,如辉长岩、闪长岩等,有些采用外文意译,如粗面岩和响岩,少数还借用日文汉字命名,如玄武岩和花岗岩。本馆采用的分类和命名见下表。

火成岩结构和构造

火成岩的结构和构造火成岩的基本特征之一。
结构(texture)是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自型程度以及它们之间的相互关系等;
构造(structure)是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其他组成部分之间的排列和充填方式等。
火成岩的结构和构造反映岩石中的矿物或玻璃质组成岩石的方式,不仅可用来鉴定岩石,作为火成岩分类的标志,而且可借以探讨岩石的形成条件。

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火成岩结构和构造---结构

 根据确定岩石结构的四个要素:岩石的结晶程度,矿物颗粒大小,矿物自形程度和矿物之间的关系,将岩石的结构划分如下表:

 

矿物结晶程度

矿物颗粒相对大小

矿物自形程度

矿物之间的关系

全晶质结构

等粒结构

显晶质结构

隐晶质结构

自形粒状结构

煌斑结构

反应边结构

半晶质结构

半自形粒状结构

海绵陨铁结构

文象结构

玻璃质结构

他形粒状结构

辉长结构

蠕虫结构

 

不等粒结构

连续不等粒结构

斑状结构

 

间粒结构

响岩结构

   

间隐结构

粗面结构

   

填间结构

交织结构

     

包含结构

正斑结构

     

二长结构