下页岩(常见火成岩有哪些)
一、火成岩是怎样形成的
火成岩或称岩浆岩,是指岩浆冷却后,成形的一种岩石。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。
我国现在已经发现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。
二、常见火成岩有哪些
常见火成岩有花岗岩、安山岩和玄武岩。一般来说,在板块边界的火山岩区,岩浆岩容易产生。
火成岩,或岩浆岩,是地质学的专业术语。它是三种岩石中的一种。它是指岩浆冷却后形成的一种岩石(从地壳喷出的岩浆或现有的岩石融化后形成的)。目前已发现的岩浆岩有700多种,大部分在地壳中。
据统计,整个地壳中火成岩体积占66%,变质岩占20%,沉积岩仅占8%。火成岩根据其产出的地质环境不同,一般可分为火山岩和侵入岩两大类,火成岩指高温熔融的岩浆在地下或喷出地表后冷凝而成的岩石,如橄榄岩、玄武岩等。
原生和派生岩浆介绍:
固结成火成岩的岩浆可以是原生的(即初始岩浆),也可以是派生的(亦称衍生岩浆)。原生岩浆(primary magma)是指由上地幔物质部分熔融,或者是地壳物质全部或部分熔融而产生的初始岩浆。
派生岩浆(derivative magma)则是原生岩浆通过各种作用,例如分离结晶作用、同化混染作用、混合作用等衍生出来的成分各异的岩浆,从而在地壳上人们看到了种类繁多、形态各异的火成岩。
三、火成岩是什么
火成岩是构成地壳的主要岩石。地球上其他许多种岩石是火成岩形成的。火成岩是由熔融状态的岩浆凝结形成的岩石。地表下面熔融的岩石叫做岩浆。火山活动时喷流出地面的岩浆叫做熔岩。
地壳深处的岩浆会缓慢地冷却。这时候矿物慢慢地发育,可能达到相对地比较大的体积。逐渐冷却的过程产生出花岗岩或辉长岩这类的粗晶岩石。产生什么种类的岩石取决于岩浆内的化合物。每种岩石都可以从它独特的矿物成分来区分。
接近地表的岩浆冷却的速度快,矿物发育生长的机会小,结果产生与粗晶粒岩石成分相同的细晶粒岩石。细晶流纹岩和粗晶花岗岩、细晶玄武岩的成分是相同的,和辉长岩的成分也是相同的。
火山喷射出来的某些矿物迅速冷却,没有来得及碰到地面就凝固了。熔岩冷却得非常之快,里面往往留着气泡。这种熔岩变硬的时候,它是很轻的,多孔的。浮岩就是这样形成的。
四、火成岩的结构
火成岩的结构(textures)是指组成岩石的矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自形程度和矿物之间(包括玻璃)的相互关系。
1.结晶程度
结晶程度是指岩石中结晶质部分和非晶质部分(玻璃)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(holocrystalline texture),全部由未结晶的火山玻璃组成,称为玻璃质结构(hyaline texture),岩石中既有结晶矿物又有玻璃时称为半晶质结构(hypocrystalline texture)。玻璃质是岩浆快速冷却结晶的,其中原子的排列处于完全无序的状态,具很高的自由能,因此玻璃质是一种十分不稳定的固态物质。随着地质时代的增长和/或挥发组分、温度和压力的参与,玻璃质将逐渐转变为稳定态的结晶质,这一过程称为脱玻化作用。初期,生成一些颗粒极细的雏晶(crystallite),雏晶的形态各异,有球雏晶、串珠雏晶、针雏晶、发雏晶及羽雏晶等(图3-1),进一步可形成微晶(microlites)。
图3-1火山玻璃中的羽状雏晶和球粒
脱玻化作用还可形成霏细结构和球粒结构。前者主要由极细的、他形长英质矿物颗粒的集合体组成,颗粒之间的界线模糊;后者长英质矿物形成放射状的球形的集合体,在正交偏光下呈十字消光(图3-1)。
岩浆快速冷却除了结晶成玻璃外,也可以形成与脱玻化类似的微晶结构、霏细结构和球粒等结构,它们统称为隐晶质结构(cryptocrystalline texture)。隐晶质结构颗粒一般小于0.02 mm,肉眼不能辨认矿物颗粒。如果借助于显微镜能够辨认矿物类型者称为显微晶质(phaneritic),反之,称为显微隐晶质(mi croaphanitic)。岩浆快速冷却还可以形成骸晶(skeleton crystal)(图3-2),是一种只有外形轮廓,内部尚未结晶的晶体,也称为中空骸晶。
图3-2玻基玄武岩中的橄榄石骸晶
2.矿物颗粒的大小
矿物颗粒的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。根据绝对大小首先可区分出显晶质结构和隐晶质结构两大类,后者在上节已做了描述。
显晶质结构是指肉眼观察时,基本上能分辨出矿物颗粒者。根据矿物颗粒的粒径(d)大小可分为以下粒级:
粗粒结构(coarse grained texture):d>5mm;
中粒结构(medium grained texture):d=2~5mm;
细粒结构(fine grained texture):d=0.2~2mm。
晶粒粒径<0.2mm者,称为微粒结构(microgranular texture),粒径<0.02mm者为隐晶质,而粒径大于1cm的矿物,可称为巨晶,大于3 cm称伟晶。
颗粒大小指的是岩石中最主要矿物的大小。在标本及薄片中进行粒度测量时,要选择同一种主要矿物来测量,多以长石作标准。
根据矿物颗粒的相对大小,还可分为等粒、不等粒、斑状和似斑状4种结构:
等粒结构(equigranular texture):岩石中同种主要矿物颗粒的大小大致相等。
不等粒结构(inequigranular texture):岩石中同种主要矿物颗粒的大小不等。
斑状结构(porphyritic texture):岩石中矿物颗粒分为大小截然不同的两群,大的称为斑晶,小的和不结晶的玻璃质称为基质。其间没有中等大小的颗粒,可与不等粒结构相区别。
斑状结构是浅成岩和喷出岩的重要结构类型。其中斑晶和基质形成于不同的世代,斑晶一般是在深处(岩浆房)或岩浆上升过程中晶出的,而基质是岩浆在地表快速冷凝的条件下固结的。在玄武岩中有时可结晶出粒度很大的辉石、歪长石等巨晶,它们的结晶深度大,可达数十公里。在地下深处生成的斑晶上升到地表或浅处时,由于物化条件发生了较大的变化,如压力降低使一些固相的熔点降低和岩浆在地表氧化使温度升高等,都会造成已结晶的斑晶遭受熔蚀,形成斑晶的熔蚀结构(resorption texture,图3-3左)。此外,对于含挥发分的斑晶(角闪石、黑云母等),常因低压、高温氧化、脱水等原因,在斑晶的边部出现不透明的边缘,称之为暗化边结构(图3-3右)。暗化边是由极细粒的磁铁矿和高温无水的透长石、白榴石、橄榄石、辉石等集合体组成的。暗化边结构的存在表明,角闪石及黑云母等矿物在地表压力的条件下是不稳定的,因此一般不出现于火山岩的基质之中。如果在基质中出现未暗化的角闪石、黑云母微晶,一般为侵入的次火山岩或浅成岩。
图3-3斑状结构
物。多数欧美国家将似斑状结构与斑状结构视为同义语。
似斑状结构(Porphyraceous texture):岩石也是由两群大小不同的矿物颗粒组成,但基质为显晶质,与斑晶为同一世代的产3.矿物的自形程度
自形程度是指组成岩石的矿物的形态特点。它主要取决于矿物的结晶习性,岩浆结晶的物理化学条件,结晶的时间及空间状态等。
根据岩石中矿物自形程度可以分为3种不同的结构:
(1)自形粒状结构(euhedral-granular texture):组成岩石的矿物颗粒基本上能按自己的结晶习性,发育成被规则的晶面所包围的晶体——自形晶。这种结构说明岩浆中矿物结晶中心少,结晶时间长,有足够的空间,或者矿物结晶能力强。
(2)他形粒状结构(xenomorphic granular texture):组成岩石的矿物颗粒多呈不规则的形态——他形晶,找不到完整规则的晶面。这种结构是结晶中心较多,矿物颗粒几乎同时结晶,在没有足够的结晶时间和空间的条件下形成的。
(3)半自形粒状结构(hypidiomorphic-granular texture):组成岩石的矿物颗粒按结晶习性发育一部分规则的晶面,而其他的晶面发育不好,而呈不规则的形态,称为半自形晶。岩石中不排除有少数的自形晶和他形晶颗粒。这种结构的形成条件介于自形和他形之间,是深成岩中常见的结构。
4.矿物颗粒间的相互关系
包括矿物之间的相互关系和矿物与隐晶质之间的相互关系,常见的有:
(1)条纹结构(perthitic texture):钾长石和钠长石有规律地交生称为条纹结构。具条纹结构的长石,叫条纹长石。条纹结构有正条纹结构和反条纹结构之分。前者指条纹长石中钾长石为主晶而钠长石为含量低的客晶呈条纹分布于钾长石之中。反之,则称为反条纹结构。条纹结构是矿物结晶后,又发生了固溶体分离所形成。这类条纹具定向性,常沿主晶的某一结晶学方向均匀分布,条纹的形态及分布比较规则。也有一些条纹为交代成因,条纹常常较主晶新鲜,多呈不规则的树枝状、网脉状,定向性不明显,常顺主晶的裂隙、解理、边缘等处分布。
(2)文象结构(graphic texture):石英呈一定的外形(如尖棱形、象形文字形等)有规律地镶嵌在钾长石中,这些石英在正交偏光下同时消光。肉眼可见的叫文象结构,镜下才能见到的叫显微文象结构。基质具显微文象结构的斑状结构称花斑结构。文象结构是长石和石英在共结点同时结晶形成的。
(3)蠕虫结构(myrmekitic texture):许多细小的形似蠕虫状或指状的石英穿插生长在长石中,其中石英的消光位一致,称为蠕虫结构。蠕虫结构可以由固溶体分离形成,也可以是斜长石交代钾长石,使多余的SiO2析出,生成蠕虫状石英,被包裹于斜长石中。
(4)反应边结构(reaction rim texture):早生成的矿物或捕掳晶,与岩浆发生反应,当反应不彻底时,环绕早生成矿物形成一个新矿物边,叫反应边结构。常见的反应边结构有橄榄石外围具辉石反应边,辉石外围又具角闪石、黑云母反应边。
(5)环带结构(zoned texture):发育于一些固溶体系列的矿物中,以斜长石最常见(图3-4)。固溶体矿物从中心向边缘具有不同的端元组成而形成环带,镜下显示不同的消光位。可出现An分子由中心向边缘递减的正环带,也可出现反向变化的反环带及交替变化的韵律环带。此外,辉石、钾长石也能出现环带结构。
图3-4闪长岩中斜长石的环带结构
(6)包含结构(poikilitic texture):在较大的矿物颗粒中包含有许多较小的另一种矿物颗粒,称为包含结构或嵌晶结构。在该结构中被包裹的矿物结晶较早,而包裹它的矿物结晶较晚,可作为分析岩浆中矿物结晶顺序的证据。
(7)填隙(间)结构(interstitic texture):是指浅成相或喷出相火山岩基质中,由辉石等暗色矿物以及隐晶质、玻璃质充填于微晶斜长石粒间空隙形成的结构。充填物均为粒状矿物时称间粒结构,充填物为隐晶质-玻璃质称间隐结构,二者的过渡类型称间粒间隐结构。
5.矿物的排列方式
(1)交织结构(pilotaxitic texture):喷出岩的基质中斜长石微晶呈交织状或半平行排列,称为交织结构;若其中玻璃质含量明显,称玻晶交织结构,因其在安山岩中常见,又称安山结构。
(2)粗面结构(trachytic texture):喷出岩的基质中钾长石微晶呈平行排列。
国内外教科书中涉及的结构名称很多,以上仅介绍了最基本的内容,再加上各类岩石所常见的结构,如辉长结构、花岗结构、更长环斑结构、细晶结构、辉绿结构等(将在有关章节中介绍),可以满足一般的描述岩石结构的要求。
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