火成岩全面综述.pdf

火成岩的分类火成岩的分类火成岩的分类火成岩的分类 火成岩的分类 根据岩石中所含的矿物成分、化学成分、结构和构造、产出的形式等几个方 面对火成岩进行分类与命名。其中最关键的指标是岩石中二氧化硅的含量、长石 的性质及其含量。可分为五大类 ①超基性岩。二氧化硅的含量小于 45％，几乎全由铁镁矿物组成，硅铝矿 物含量极少。如橄榄岩。 ②基性岩。二氧化硅的含量为 45％～52％，主要由铁镁矿物和基性斜长石 组成。如玄武岩。 ③中性岩。二氧化硅的含量为 52％～65％，主要由中性斜长石或碱性长石 与铁镁矿物组成。如闪长岩、安山岩、粗面岩。 ④酸性岩。二氧化硅的含量大于 65％，由石英、长石和铁镁矿物组成。如 花岗岩、流纹岩。 ⑤碱性岩。含碱金属很高（K2O2，Na2O）和一定数量的副长石和碱性深色 矿物。如霓霞岩、霞石正长岩。 火成岩的结构火成岩的结构火成岩的结构火成岩的结构 火成岩命名时的另一基本原则，就要考虑它的结构和构造。这是因为同样的 矿物成分、化学成分的岩浆，当其沿裂隙上升到某一部位时，冷凝后表现出来的 结构和构造也是不同的，这样，岩石的名称也就自然有差别了。例如在酸性岩类 中，正长石、斜长石、石英等基本矿物形成晶体时，呈粒状结构，就称为花岗岩； 而当其喷溢出地面，虽然其物质组分相同，但颗粒结构不清楚，有时还出现流动 的带状构造，这样，就不能称做花岗岩，而叫流纹岩了。 岩石的结构是指岩石物质组分的结晶程度、颗粒大小、形态特征以及它们之 间的相互关系等。 火成岩的构造是指组成岩石的各部分（集合体）在形成岩石时，在排列充填 其空间方式上所构成的岩石特点；或者也可以说，是集合体的排列、配置与充填 方式的关系。 火成岩的结构主要从以下几方面去认识。 ①岩石的结晶程度。我们把岩石中的矿物形成晶体的，称为结晶物质，简称 晶质；把另一种未能形成晶体的物质，称为玻璃质，简称非晶质。所谓岩石的结 晶程度，即指晶质与非晶质之间的比例关系。此种比例关系，大体分为三大类 全晶质结构岩石中的矿物，全部都形成晶体，例如花岗石。玻璃质结构 岩石中的矿物全部都是非晶质的，跟玻璃十分相似，主要见于某些火山喷出岩， 如黑耀岩。 半晶质结构岩石中既有矿物晶体，又有玻璃物质，火山喷出岩类颇为常 见，如流纹岩、安山岩、玄武岩等。 ②矿物颗粒的形状。这是由于矿物的习性和结晶空间约束的变化，使晶体形 成不同形态的颗粒。这些颗粒的形状有粒状（如石英），柱状（如角闪石及辉 石），板状（如长石），片状（如云母和绿泥石），针状（如金红石），纤维状 （如蛇纹石）。放射状，这是纤维状和针柱状的矿物作放射状排列而成（如电气 石和磷灰石）。 ③矿物颗粒的大小。指肉眼能分辨得出来的显晶质颗粒的体积而言，按其直 径分为粗粒＞5 毫米 中粒 5 ～1 毫米细粒 1 ～0.1 毫米 微粒＜0.1 毫米 如果矿物晶体的颗粒更细小， 肉眼难以分辨， 需要放在显微镜下才能看得清楚的， 则称为隐晶质。如果比隐晶质更小，一般显微镜底下也难以辨认的，即见不到晶 体形状的，则称为非晶质。 ④矿物彼此之间的相互关系。 这是一种比较特殊的结构， 如在某些火成岩中， 它表现为矿物晶体彼此之间的镶嵌关系， 于是这种结构反映出由交错穿插而形成 的各种花纹图像或作条纹、或作蠕虫状、或作环带状、或作卷曲状，百态千姿， 十分绚丽。 火成岩的构造火成岩的构造火成岩的构造火成岩的构造 比较常见的构造类型有以下几种。 ①块状构造。这是由于岩石中的矿物组分均匀分布所造成的一种构造，十分 普通，侵入岩与喷出岩类中均有所见。 ②斑状构造。这是一种非均一的构造，由于岩石中的矿物组分在结构上或成 分上均有差异而形成，特别在颜色和颗粒大小方面极不一致，于是呈现出斑驳陆 离的面貌。 ③带状构造。形成此种构造的原因与斑状构造相同，故本质上应归于斑状构 造，只是其斑驳的色调具有定向性的条带而已。 ④球状构造。这是一些矿物围绕着某些中心，呈同心状分布而形成一种球体 状的构造，最多的见于一些花岗岩类岩石中。 ⑤气孔和杏仁状构造。此种构造常见于火山喷出岩中，当岩浆沿地壳裂隙喷 溢于地表，在流动冷凝过程中，所含的挥发物质向外逸散，留下空洞，有圆形、 椭圆形及其他不规则的形状，这样，此类喷出岩就具有气孔状构造了。假如气孔 特多，占总体积的 90％以上者，岩石很轻，能在水面浮动，称为浮岩。有人放 置于金鱼缸内， 充作观赏之用； 如浮岩产量较多， 可开采作高层建筑的石材之用。 当气孔构造被后来的其他矿物（如沸石、方解石）充填，在暗色岩体上显示出白 色或其他浅色的斑体，形似杏仁，故称杏仁状构造，玄武岩类、安山岩类岩石中 常有所见。 ⑥晶洞构造。侵入于地壳上部的岩浆，停留在某处冷凝过程中，岩体的内部 有时会留下空隙， 在此空洞周围的洞壁上发育了密集的某些矿物 （最多的是石英） 的晶体，形态多姿，精美绚丽，称为晶洞构造。 ⑦枕状构造。基性熔岩有时在水下的火山通道喷溢出来，骤然遇到低温，加 速冷凝，在熔岩体的表层先呈半固结状，而其内部仍高温流动，在流动受阻的情 况下出现了扁球状、扁椭球状的枕状构造。如四川峨眉山二叠纪时曾发生海底火 山喷发，玄武岩层形成许多枕状构造，若万千睡枕，成堆垒叠，蔚为奇观。 ⑧流纹状构造。多见于火山喷出岩。当岩浆流溢于地表，由于其中的矿物具 有色调的差异性，在流动过程中，造成条带状构造，有如行云流水，或如飘带飞 舞，形成逗人喜爱的花纹。 ⑨柱状节理。当火成岩形成时，由于热量的散逸，熔融体逐渐冷凝收缩，岩 石就按一定的方向发生自然破裂，就形成节理，把整体的岩石分割成无数多边形 的柱体，如玄武岩常以垂直的六边形或多边形的柱状节理发育为特征；也有成圆 弧状的节理，如辉绿岩常具球形节理，沿节理面风化剥落以后，使辉绿岩在野外 露头上呈现为一个个好似排列起来的石球。 还有如花岗岩常呈三个方向的节理发 育，当其风化以后，形成“万笏朝天”奇观，如苏州天平山所见。 火山岩地区由于柱状节理特别发育，满山柱体林立，构成奇特的景色，往往 能招徕大批游客前来寻奇探胜， 成为著名的游览胜地。 如苏格兰的“神仙台阶”、 浙江临海桃渚镇海滨（当地称珊瑚石）、江苏六合桂子山的“火山石柱林”，都 十分壮观。 火成岩的产状火成岩的产状火成岩的产状火成岩的产状 火成岩的产状是指火成岩体在地壳中产出（存在）的状态，具体地说，就是 野外所看到的整个岩体的模样。当然，这也是在火成岩发育地区旅行时所必须了 解的内容。火成岩体产状的具体内容，包括岩体的大小、形状及其与围岩之间的 关系，这是由构造环境的特点所决定的。所以当我们对火成岩体的产状有所了解 以后，对火成岩的成因、形成的条件等方面也就有所认识了。 先谈火山岩的产状，它的特点与火山的喷发方式有密切的关系。 如果是中心式的喷发，则形成许多锥形的火山岩堆积，组成古火山群，例如 山西大同所见到的第四纪火山群就属于此种类型。 如果是沿着地壳的断裂带分布 的火山岩，或者说是由裂隙式的火山喷发而形成的，则出现线状分布的火山群， 如南京地区所见到的第三纪火山群。 各地火山岩组成的物质也有所不同，有的以熔岩为主，有的则以火山碎屑为 主。如以现代的活火山为例，勘察加汝帕华火山和夏威夷的基拉韦亚火山以熔岩 为主，喷溢之时，犹如河流奔泻，或如飞瀑高悬。以火山碎屑物为主者系爆炸式 火山喷发而来，火山灰数量极大。有的则两者兼备，此种类型倒是比较普遍的。 至于侵入岩的产状，情况远比火山喷出岩复杂，因而形式也较多样，就野外所见 者，基本上有以下各类。 ①岩基。这是一种规模巨大的岩体，其面积可达 60 平方千米以上，其周围 还有若干小岩体。当我们在这样的岩基所在地作地质旅行时，往往整天，甚至几 天穿越其剖面尚未能抵达边界。岩基多由花岗岩组成，其地形外貌，或作高山峻 岭，或作丘陵缓岗，逶迤起伏，连绵不绝。如我国南岭地区不少中生代的花岗岩 即构成岩基，在普通小比例尺的地质图上看到的一块块标注红色的符号者，多为 岩基所在 地。 ②岩株。这是一类规模中等的岩体，其面积在 60 平方千米以内，周围没有 什么零散的小岩体，与其他围岩的接触边界，相当陡直。 ③岩墙或岩脉。这是一类小型的侵入体，其长度自几米至几千米，宽度自几 厘米至几百米。在野外视野范围内基本上看得清楚。它的存在形式有几种，或为 围岩（沉积岩、火成岩或变质岩均有）发生断裂，岩浆顺裂隙侵入而成；或由另 一岩体的支脉侵入而成。有的是孤单的一条岩墙，有的是多条的交错岩墙组合而 成。如果遇到岩墙本身的岩石比其围岩坚硬，则在风化露头上往往构成一道延伸 挺直、俨如城墙屹立、气势非凡的景色；如果岩墙本身的岩石较之围岩软弱，则 往往侵蚀为一条沟壑；若岩墙与围岩的风化程度相似，无分高低时，地形特点不 显，则凭其岩石性质相异而辨识之。 ④岩床。 这是一种沿着地层层面入侵的侵入体， 往往夹在上下两个沉积岩 （或 火山岩、变质岩）层之间，具有一定厚度，延伸较为稳定，一般多由基性岩组成。 岩床的规模不大，一般在数十至数百米的露头上就能见到，但也有数千米者。 ⑤岩盖。其基本形态与岩床相同，只是其中心部位厚度较周围为大。 ⑥岩盆。其基本形态亦与岩床相同，只是其中心部位下凹，呈盆的形状。 火成岩与矿产的关系火成岩与矿产的关系火成岩与矿产的关系火成岩与矿产的关系 火成岩与矿产的关系 （1）超基性岩石中的矿产。主要有磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿、磁黄铁矿、 镍黄铁矿、自然铂、金矿等。它们常以不规则的形态充填于早先结晶的橄榄石之 间，或包裹在橄榄石、辉石中。当这些矿产形成层状分布时，就有经济价值了。 如河南桐柏的铬铁矿成层状发育，宁夏小松山的铬铁矿呈豆状发育。其他如镍钴 矿多产于和辉长岩相伴生的富镁超基性岩中。 铂矿主要产于纯橄榄岩中。 金刚石产于金伯利岩中，往往在大断裂带上出现。如山东蒙阴，即位于郯庐 大断裂带上，产钻石。超基性岩变质以后，常可形成石棉、滑石、蛇纹石、菱镁 矿等非金属矿产。 （2）基性岩石中的矿产。最多的是铜镍硫化矿床，钒钛磁铁矿床，产于岩 盆的底部，也有的呈脉状、透镜状分布。某些铜矿则与玄武岩有关，如台湾金瓜 石的自然铜矿床即产于玄武岩的气孔中。钴钍矿、玛瑙也有产于玄武岩中。 基性岩本身还是良好的铸石原料。例如玄武岩的铸石产品具有耐酸、抗磨、 抗压、绝缘性能。 辉长岩可用作精美的建筑石材，俗称深色花岗岩。 （3）与中性岩类有关的矿产。最主要的是铜铁矽卡岩型矿床，这是一种当 闪长岩跟碳酸盐岩石相接触的时候，在岩石发生接触变质（交代作用）的地方出 现的金属矿产。例如湖北大冶的铁矿、铜绿山的铜矿，安徽铜官山的铜矿，河北 武安的铁矿，山东莱芜的铁矿等均属此类型。 闪长岩的抗风化力强，其压力强度为 2400 千克／厘米 2 ，所以又是优质的 建筑材料，俗称灰色花岗岩。 与安山岩有关的矿床有金银矿。黄铁矿型铜矿、黄铁矿等。安山岩也是耐酸 的建筑材料。与正长岩有关的矿产不多，已报道的有矽卡岩型磁铁矿、放射性矿 产、陶瓷原料等。与粗面岩有关的矿产亦不多，只有铜、铅、锌等。 （4）与酸性岩类有关的矿产。与花岗岩有关的矿种相当多，如铁、铜、铅、 锌、金、银、钨、铍、汞、锑以及稀土、放射性元素等形成的矿产。这些矿产或 伴生于花岗岩中，或在岩体边缘上形成矽卡岩型的矿床，或在伟晶岩中，或为热 液矿床。 花岗岩本身也是优质的建筑石材，很多城市雕塑、高档外墙饰面石材均为花 岗岩。 与酸性喷出岩有关的矿产也颇多，如铁、铜、铅、锌、汞、铀、明矾石、叶 蜡石（雕刻图章的青田石之类即属此）等。流纹岩也是一种优质建材，而松脂岩 和珍珠岩经过加工以后，更是一种良好的轻质建筑材料。 （5）与碱性岩类有关的矿产。主要是稀有元素与放射性元素形成的矿产。 有时有磷灰石矿。如果富霞石，则可作为提取铝和制玻璃的原料。与响岩有关的 矿产也较少，据已报道的材料，有铜、金矿等。 常见的火山碎屑岩常见的火山碎屑岩常见的火山碎屑岩常见的火山碎屑岩 常见的火山碎屑岩 常见的火山碎屑岩有以下几种 ①火山碎屑熔岩。这是一类具有火山碎屑岩与熔岩过渡性质的岩石，也就是 说，其岩石性质基本上属熔岩，但其中混有相当分量的火山碎屑物质。多见于火 山颈、破火山口、火山构造洼地、巨大的火山碎屑岩中。 ②集块岩。主要由粒径大于 32 毫米的粗火山碎屑物质组成的岩石，其物质 成分主要由熔岩的碎块和其他少量的碎块混杂在一起。有玄武岩质的，安山岩质 的，也有酸性的火山岩、碱性的火山岩，颜色也有黑色的、紫红色的。故可在具 体命名时用玄武质集块岩、安山质集块岩称之。 ③火山角砾岩。由大于 2 毫米的火山角砾组成，其成分比较复杂，有熔岩 碎屑、晶体碎屑、非晶体的玻璃碎屑。大小无定，分选很差，常带棱角，无层理 现象。一般分布在火山口附近，与火山集块岩伴生，以紫红色者最为常见。 ④凝灰岩。50％以上的颗粒由小于 2 毫米的火山碎屑物质组成。颜色很多， 有灰白色、白色、红色、淡绿色、紫色、黑色等。外貌疏松多孔，层理较清楚。 ⑤沉积火山碎屑岩类。这是火山碎屑物质降落到水域中沉积凝结而成的岩石，常 以沉凝岩称之。此类岩石成分大体上与凝灰岩相近，层理颇为清楚，经常可在其 中找到动、植物化石，因此，作为判断火成岩区地层年代，划分地层层序时，沉 凝岩是十分重要的目的层。 如浙江东部中生代火山岩区内所见到的大部分岩层就 属此类。 近年研究表明，火山碎屑岩与矿产的关系极为密切，有铜、铁、铅、锌、黄 铁矿、铀、硼、沸石等，如长江中下游及东南沿海地带许多火山岩区中所产的金 属矿产，大多与此类岩石有关。 火成岩的野外工作要点火成岩的野外工作要点火成岩的野外工作要点火成岩的野外工作要点 对于侵入岩（岩浆岩）来说，基本上要包括以下几方面内容 ①凭肉眼（借助于放大镜）鉴定岩石的名称。 ②进一步描述岩石的性质，如颜色、矿物成分、结构、构造等。 ③侵入岩产状的初步确定。 ④考察侵入体与围岩的关系，初步确定侵入体形成的地质时代。如果有两个 以上的侵入体或脉岩存在，大致查明它们的先后关系。 ⑤侵入体与成矿的关系，包括砂矿。 ⑥侵入体的地貌特征，风化侵蚀后所造成的景观。与水文地质（如裂隙性泉 水的出露）及工程地质的关系。 ⑦侵入体的构造地质特点，脉岩的产状。 ⑧侵入体所在范围内的生物特点，特别是植被面貌。