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阅读 4684 次 历史版本 0个 创建者:雪儿 (2011/3/15 21:54:03)  最新编辑:雪儿 (2011/3/15 21:54:03)
火成岩
拼音:huǒ chéng yán
英文:igneous rock,petrosilex,pyrolith,pyrogenetic rock
同义词条:igneous rock,petrosilex,pyrolith,pyrogenetic rock
火成岩
   火成岩
  
  火成岩或稱岩漿岩,是指岩冷卻後(地殼里噴出的岩漿,或者被融化的現存岩石),成形的一種岩石。現在已經發現700多種岩漿岩,大部分是在地殼里面的岩石。常見的岩漿岩有花崗岩安山岩玄武岩等。一般來說,岩漿岩易出現於板塊交界地帶的火山區。



火成岩簡介

火成岩是地殼深處粘稠的熔融岩漿經火山活動等作用,沿着地殼的裂隙上升
火成岩是地殼深處粘稠的熔融岩漿經火山活動等作用,沿着地殼的裂隙上升

  火成岩(IgneousRock)由岩漿(Magma)直接凝固而成。高溫之岩漿在從液態冷卻中結品成多種礦物,礦物再緊密結合成火成岩。化學成分各異之岩漿,最後成爲礦物成分各異之火成岩,種類繁多,細分之有數百種。如依其含矽量之高低做最簡明之分類,火成岩有酸性(Acidic)、中性(Intermediate)、基性(Basic),及超基性(Ultrabasic)四大類。同時火成岩之晶體,因結晶時在地下之深度 不一亦有粗細之别;將此分别代表深淺之粗細做爲礦物成分以外之另一分類依據。

  火成岩可分成如次之種類:晶體粗大之酸性火成岩爲花岡岩(Granite),細小至肉眼不能辨識者爲流紋岩(Rhyolite);晶體粗大之中性火成岩爲閃長岩(Diorite)細小者爲安山岩(Andesite);晶體粗大之基性火成岩爲輝長岩(Gabbro),細小者爲玄武岩(Basalt);晶體粗大之超基性火成岩爲橄欖岩(Peridotite),此種火成岩無晶體細小者。晶體特大之火成岩統稱偉晶岩(Pegmatite),但應指明其爲偉晶花岡岩、偉晶閃長岩,或偉晶輝長岩。此外,不論其成分如何,岩漿在地面凝固時通常不暇結晶。此等不結晶火成岩均爲火山岩,或成塊狀無結構之玻璃,酸性及中性者成黑耀石(Obsidian)或浮石(Pumice),基性者成玻璃質玄武岩(BasalticGlass),或在噴發時破碎成火山角礫岩(VolcanicBreccia)或凝灰岩(Tuff)。 火成岩以岩基或岩脈形體侵入較古岩層,倘再穿至地面,則成火山。 火成岩不僅爲一切其他岩石之原料及多種礦產之母體,且爲全球水分之來源。不論在深處或淺處,火成岩通常僅在地殼正有犟烈活動之時之地出現,並非一時處處或一處時時有爲火成岩前身之岩漿活躍。岩漿在地下或噴出地表後冷凝形成的岩石。又稱岩漿岩。大部分火成岩是結晶質的,小部分是玻璃質。火成岩的形成溫度較高,一般介於700~1500℃之間。岩漿在地下冷凝固結形成的岩石稱侵入岩;噴出地表冷凝固結形成的岩石稱噴出岩。火成岩主要由硅酸鹽礦物組成,在地殼中具有一定的產狀、形態。許多金屬礦產與非金屬礦產都與火成岩有關,有時它本身就是重要的礦產資源。

火成岩分類

火成岩的基本成分是硅酸鹽類
火成岩的基本成分是硅酸鹽類

  岩漿岩以形成地點,紋理,化學成分和岩石形狀分類。

  1、形成地點

  岩漿岩分爲火山岩(外部)、淺成岩深成岩(内部):淺成岩是岩漿在地下,侵入地殼内部3-1.5千米的深度之間形成的火成岩,一般爲細粒、隱晶質和斑狀結構; 深成岩是岩漿侵入地殼深層3千米以下,緩慢冷卻相成的火成岩,一般爲全晶質粗粒結構;亦名侵入岩。

  火山岩在火山爆發岩漿噴出地面之後,再經冷卻形成,所以又名噴出岩,由於冷卻較快,所以一般形成細粒或玻璃質的岩石。

  2、紋理

  岩漿岩最明顯的分别是紋理,主要與組成晶子(粒子)的大小和形狀相關。
火成岩由岩漿直接凝固而成
火成岩由岩漿直接凝固而成


  3、粒度

  根據晶子粒的大小,岩漿岩分成五類:

  偉晶岩質,有非常大的顆粒

  晶岩質,隻有大的顆粒

  斑狀,有一些大顆粒和一些小顆粒

  非顯晶質,隻有小顆粒

  玻璃狀,沒有顆粒

晶體結構


  晶體形狀也是紋理的一個重要因素,以此分成三類:
火成岩主要由硅酸鹽礦物組成,在地殼中具有一定的產狀、形態。
火成岩主要由硅酸鹽礦物組成,在地殼中具有一定的產狀、形態。


  全角:晶體形狀完全保存。

  半角:晶體形狀部分保存。

  他形:認不出晶體方向……

  其中以第3項居多

火成岩化學成分


  岩漿岩以兩種化學成分分類:

  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,鹼長石和似長石的含量:

  長英質:含量很高,一般顏色較淺,密度較低。

  鐵鎂質:含量低,顏色深,而且密度較高。

火成岩物質組成


  ①化學成分。

  主要由等12種元素組成。它們被稱爲造岩元素,約占火成岩總重量的99%以上,尤以氧最多,占總重量的46%以上。其餘所有元素的重量總和還不到1%。它們常用氧化物百分數表示(表1)。SiO2是岩漿岩中最重要的一種氧化物,其含量是岩石分類的一個主要參數。如SiO2含量大於65%的火成岩稱酸性岩,含量52%~65%者爲中性岩,45%~52%者爲基性岩,小於45%者爲超基性岩。K2O+Na2O重量百分數之和稱爲全鹼含量,也是岩石分類的一個重要參數。除12種主要元素外,火成岩中還含有許多種微量元素,如Au、Ag、As、B、Ba、Be、Cu、Pb、Zn、F、Cl、S、Ce、Li等。

  ②礦物成分。常見的礦物有20多種,通稱造岩礦物(表2)。依其化學成分可分爲兩類。硅鋁礦物,SiO2與Al2O3含量高,不含FeO、MgO,如石英類、長石類和似長石類。這類礦物顏色淺,故也稱淺色或淡色礦物。鐵鎂礦物,FeO 和MgO的含量較高,SiO2含量較低。如橄欖石類、輝石類、角閃石類及黑雲母類等。這類礦物的顏色較深,故又稱深色或暗色礦物。硅鋁礦物和鐵鎂礦物在火成岩中的比例是岩石鑒定和分類的重要標志之一。火成岩的礦物成分和化學成分取決於岩漿來源,也取決於岩漿演化成岩的總過程。如來自幔源的岩漿富含鐵、鎂、鉻等元素,形成的岩石以鐵鎂礦物爲主,而來自殼源的岩漿富含硅鋁元素,形成的岩石以硅鋁礦物爲主,花崗質岩漿在演化過程中與碳酸鹽岩接觸交代形成的矽卡岩以含鈣礦物爲主等。

  結構構造指組成火成岩的礦物及其集合體的形態、外貌和相互關係。它既是岩石分類命名的重要依據,也是岩石形成時的物理化學條件的反映(如岩漿性質、圍岩性質、構造環境等)。借助結構構造的研究,可以幫助解決火成岩的成因、演化等問題。

  ①常見的火成岩結構:反映火成岩結晶程度的有全晶質結構(多見於深成岩)、玻璃質結構(多見於酸性噴出岩)和半晶質結構(多見於淺成岩和超淺成岩的邊緣相);反映礦物自形程度的有自形粒狀結構、它形粒狀結構和半自形粒狀結構等;反映礦物顆粒間相互關係的有交生結構、反映邊結構、環帶結構、包含結構和填隙結構等。

  ②常見的構造:反映侵入岩的構造有塊狀構造、帶狀構造、斑雜構造、晶洞構造、流動構造、原生片麻狀構造等;反映噴出岩的構造有氣孔狀、杏仁狀構造(多見於熔岩層的頂部)、枕狀構造(多見於海相基性熔岩)、流紋構造(多見於酸性熔岩)、柱狀節理構造(多見於厚層狀基性熔岩)。

火成岩產狀和相

火成岩
    火成岩

  ①產狀。指岩體的形態、大小和與圍岩的關係。噴出岩的產狀有熔透式(火山噴口粗大,岩漿大面積溢出)、裂隙式(岩漿沿大的斷裂裂隙噴出地表)和中心式(岩漿沿頸狀管道噴出地表);侵入岩的產狀有整合侵入體(如岩盆、岩蓋)、不整合接觸侵入體(如岩牆、岩株等)。

  ②相。指由於生成環境不同而產生的岩石部分與整個岩體間總的外貌和特征。常見的火成岩相:反映噴出岩的有溢流相、爆發相、火山頸相、次火山相、火山沉積相等;反映侵入岩的有深成相、中深成相、淺成相以及内部相、邊緣相等。岩石類型根據岩石的礦物成分和化學成分,可分爲超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩和鹼性岩。

  ①超基性岩。SiO2含量小於45%,貧鹼,富鐵鎂,長石含量少,以鐵鎂等暗色礦物爲主,如橄欖岩輝石岩苦橄岩等。

  ②基性岩。SiO2含量爲45%~52%,富鈣、鉛、鎂,貧鹼,主要礦物爲中性斜長石和輝石,如輝長岩、輝綠岩玄武岩等。

  ③中性岩。SiO2含量爲52%~65%,主要礦物爲中性斜長石和角閃石,主要類型有閃長岩、二長岩閃長玢岩安山岩等。

  ④酸性岩。SiO2含量大於65%,鐵、鎂、鈣含量少,主要礦物爲石英、鉀長石、酸性斜長石和少量黑雲母,如花崗岩花崗閃長岩花崗斑岩流紋岩等。

  ⑤鹼性岩。SiO2含量較低,鹼質含量較高,主要礦物爲鹼性長石、霞石、鹼性輝石和鹼性閃石等,如霞石正長岩、霞石正長斑岩和粗面岩、響岩等。

火成岩種類

火成岩
     火成岩

  漿岩主要由硅酸鹽礦物組成,此外,還常含微量磁鐵礦等副礦物。根據岩石SiO2含量,岩漿岩可分爲四大類:超基性岩:SiO2<45%;基性岩:SiO2=45~52%;中性、鹼性岩:SiO2=52~65%;酸性岩:SiO2>65%。岩石的鹼度即指岩石中鹼的飽和程度,岩石的鹼度與鹼含量多少有一定關係。通常把Na2O+K2O的重量百分比之和,稱爲全鹼含量。Na2O+K2O含量越高,岩石的鹼度越大。A.Rittmann1957年考慮SiO2和Na2O+K2O之間的關係,提出了確定岩石鹼度比較常用的組合指數(σ)。σ值越大,岩石的鹼性程度越強。每一大類岩石都可以根據鹼度大小劃分出鈣鹼性、鹼性和過鹼性岩三種類型。σ9時,爲過鹼性岩。除了岩石化學成分之外,礦物成分也是岩漿岩分類的依據之一。在岩漿岩中常見的一些礦物,它們的成分和含量由於岩石類型不同而隨之發生有規律的變化。如石英、長石呈白色或肉色,被稱爲淺色礦物;橄欖石、輝石、角閃石和雲母呈暗綠色、暗褐色,被稱爲暗色礦物。通常,超基性岩中沒有石英,長石也很少,主要由暗色礦物組成;而酸性岩中暗色礦物很少,主要由淺色礦物組成;基性岩和中性岩的礦物組成位於兩者之間,淺色礦物和暗色礦物各占有一定的比例。根據產狀,也就是根據岩石侵入到地下還是噴出到地表,岩漿岩又可以分爲侵入岩和噴出岩。侵入岩根據形成深度的不同,又細分爲深成岩和淺成岩。每個大類的侵入岩和噴出岩在化學成分上是一致的,也就是說岩漿成分是相似的,但是由於形成環境不同,造成它們的結構和構造有明顯的差别。深成岩位於地下深處,岩漿冷凝速度慢,岩石多爲全晶質、礦物結晶顆粒也比較大,常常形成大的斑晶;淺成岩靠近地表,常具細粒結構和斑狀結構;而噴出岩由於冷凝速度快,礦物來不及結晶,常形成隱晶質和玻璃質的岩石。

  根據上述原則,首先把岩漿岩按酸度分成四大類,然後再按鹼度把每大類岩石分出幾個岩類,它們就是構成岩漿岩大家族的主要成員。

  比如超基性岩大類:鈣鹼性系列的岩石是橄欖岩-苦橄岩類;偏鹼性的岩石是含金剛石的金伯利岩;過鹼性岩石爲霓霞岩-霞石岩類和碳酸岩類。

  基性岩大類:鈣鹼性系列的岩石是輝長岩-玄武岩類;相應的鹼性岩類是鹼性輝長岩和鹼性玄武岩。

  中性岩大類:鈣鹼性系列爲閃長岩-安山岩類;鹼性系列爲正長岩-粗面岩類;過鹼性岩石爲霞石正長岩-響岩類。

  酸性岩類:主要爲鈣鹼性系列的花崗岩-流紋岩類。

火成岩成因

火成岩
     火成岩

  根據目前研究,岩漿起源於上地幔和地殼底層,並把直接來自地幔或地殼底層的岩漿叫原始岩漿。岩漿岩種類雖然繁多,但原始岩漿的種類卻極其有限,一般認爲僅三、四種而已,即隻有超基性(橄欖)岩漿、基性(玄武岩漿)、中性(安山)岩漿和酸性(花崗或流紋)岩漿。當然,對這個問題的認識也經過一個長期歷史發展過程。在十九世紀中葉布恩森(Bonson,1851) 曾提出有玄武岩漿和花崗岩漿兩種原始岩漿的主張,但關於花崗岩漿的論點一直未受重視,一些學者卻堅持認爲隻有一種玄武岩漿,而所有的岩漿岩都是由玄武岩漿派生出來的。這就是本世紀初至20年代期間風行一時的岩漿成因一元論。最早提出一元論者是戴里(Daly)和鮑文。但一元論不能解釋這樣一個眾所周知的地質事實,即花崗岩在大陸地殼中的分布要比玄武岩廣得多,例如據計算,花崗岩的分布面積比玄武岩大五倍,比其他深成岩大二十倍,並且花崗岩幾乎不與玄武岩共生。進入本世紀三十年代,列文生—列森格和肯尼迪(Kenndy,1933)根據花崗岩和玄武岩同爲地殼中分布最廣的岩漿岩這一事實,又重新昌導花崗岩漿和玄武岩漿兩種原始岩漿的論點,即所謂岩漿成因二元論。本世紀中期前後,有人針對環太平洋“安山岩線”和阿爾卑斯型超基性侵入岩這種地質事實,又提出了安山岩漿和橄欖岩漿的論點。於是進入了所謂岩漿成因的多元論階段。目前認爲種類繁多的

  火成岩岩漿岩就是從橄欖岩漿、玄武岩漿、安山岩漿、花崗岩漿通過複雜的演化作用形成的。這幾種原始岩漿是上地幔和地殼底層的固態物質在一定條件下通過局部熔融(重熔)產生的。局部熔融是現代岩漿成因方面的一個基本概念,大致解釋如下:和單種礦物比較起來,岩石在熔化時有下列兩個特點:

  第一,是岩石的熔化溫度低於其構成礦物各自單獨熔化時的熔點;

  第二,是岩石從開始熔化到完全熔化有一個溫度區間,而礦物在一定的壓力下僅有一個熔化溫度。岩石熔化時之所以出現上述特點,是因爲岩石是由多種礦物組成的,不同的礦物其熔點也不相同,在岩石熔化時,不同礦物的熔化顺序自然不同。

  一般的情況是:礦物或岩石中SiO2和K2O含量愈高,即組分愈趨向於“酸性”,愈易熔化,稱爲易熔組分;反之,礦物或岩石中FeO、MgO、CaO含量愈高,即組分愈趨於“基性”,愈難熔化,稱爲難熔組分。

  所以,岩石開始熔化時產生的熔體中SiO2、K2O、Na2O較多,熔體偏於酸性,隨着熔化溫度的提高,熔體中鐵、鎂組分增加而漸趨於基性。表中列出了岩屑砂岩在水壓爲2000巴時所做的熔化實驗數據。由該表可知,熔體成分變化十分明顯,在690℃至730℃之間局部熔融現象很清楚。熔體成分中SiO2含量隨着溫度的升高而降低,CaO、FeO、MgO組分增加。在780度時岩石大部分熔化,熔體逐漸接近於花崗閃長岩的成分,殘留少量難熔基性組分。根據上述試驗和地質觀察,人們得出了局部熔融的概念,即在岩石開始熔化至全部熔化的溫度區間内,岩石中的易熔組分(酸性組分)先熔化,產生酸性熔體,殘留體爲較基性的難熔固體物質。隨着溫度增高,熔體數量增加,其基性成分也逐漸增加;當溫度達到或超過岩石全部熔化的溫度時,岩石全部熔化,熔體成分和被熔化的原岩成分一致。岩石的局部熔融作用又叫重熔作用或深熔作用。岩石局部溶融基本是按石英—長石—橄欖石的顺序進行。由於地殼深部和上地幔的溫度很高,固態地殼物質和上地幔物質同樣也會發生局部熔融或重熔作用,一般認爲上地幔物質的局部熔融產生橄欖岩漿、玄武岩漿、安山岩漿;而地殼深部(底層)岩石的局部熔融作用產生花崗岩漿。

玄武岩漿


  上地幔物質(地幔岩)局部熔融的產物。目
玄武岩漿
玄武岩漿
前推斷,在上地幔的不同深度上通過局部熔融產生三種岩漿,即:拉斑玄武岩漿:約小於15公里;高鋁玄武岩漿:約 15~35公里;鹼性玄武岩漿:約35~75公里;但也有人主張隻有一種玄武岩漿。從玄武岩漿中可以直接冷凝結晶成玄武岩和輝長岩。玄武岩漿通過分異作用也可生成少量的中性岩和酸性岩,但自然界少見,僅是一種實驗和理論上的可能性。可是通過玄武岩漿的分異作用產生超基性岩,則有充分的實驗、理論和地質根據,例如前面提到的超基性—基性層狀侵入雜岩體就是最好的例證。




花崗岩漿


  是大陸地殼深部物質重熔的產物。根據理論計算,在不同深度上可能形成性質稍有差異的花崗岩漿。例如在約10公里的深度上形成活動性很弱的岩漿,許多巨型花崗岩岩基即由此種岩漿形成;大約在20公里深度上可生成活動性很強的岩漿,能夠上侵至地殼淺部形成淺成侵入體,以至噴出地表形成流紋岩。花崗岩漿通過同化作用可形成中性岩和鹼性岩。但是,並非所有花崗岩均來自花崗岩漿。一些花崗岩是由混合岩化作用形成的。

安山岩漿

 安山岩是中性的鈣鹼性噴出岩。
安山岩是中性的鈣鹼性噴出岩

  提出該岩漿存在的主要論點是環太平洋地區廣泛地分布着安山岩。板塊學說認爲此種岩漿的生成模式是:當玄武岩洋殼到達海溝並向下俯沖時,玄武岩及其上覆的洋底沉積物發生局部熔融即可形成安山岩漿,其俯沖下插的深度達95公里時即可發生這一作用。

  對於大陸内部的安山岩,有人則認爲是地幔或地殼深部局部熔融產生的安山岩漿活動的產物,其深度約爲60公里。


橄欖岩漿


  是上地幔物質大約在80至160公里的深度上局部熔融的產物。此種岩漿形成的侵入岩多沿深大斷裂或平行於褶皺帶的走向分布,許多獨立的超基性岩體呈串珠狀分布,構成綿延數百公里的岩帶。如祁連山、歐洲阿爾卑斯山的超基性岩即屬此類。再次指出,關於原始岩漿及其起源問題極其複雜,許多問題並未得到圓滿解決,尚待進一步研究,在這一方面深部地球物理探測是一個很重要的手段。

岩石演化


  岩漿從開始產生直到固結爲岩石,始終處在不斷的變化過程中;對於岩漿岩成因具有直接意義的是岩漿侵入地殼、特别是侵入地殼淺部以後到凝固爲岩石這一期間内岩漿在物質成分上發生的演化。該期間内岩漿演化的基本過程是通過分異作用和同化作用,由少數幾種岩漿形成多種多樣的岩漿岩,並在適宜條件下形成一定的礦床。岩漿的分異和同化,是岩漿岩成因方面的基本問題,在理論上和實際上均具有很大意義。

岩漿分異作用

火成岩
    火成岩

  岩漿可以通過兩種方式發生分異,即熔離作用和結晶分異作用,這是岩漿内部發生的一種演化。

  1.熔離作用

  原來均一的岩漿,隨着溫度和壓力的降低或者由於外來組分的加入,使其分爲互不混溶的兩種岩漿,即稱爲岩漿的熔離作用。日常生活中的油—水關係可以做爲這方面的例子。在鍊鐵鑪中熔鍊鐵礦石時,在CaCO3和CaF2等外加熔劑作用下,鐵水和熔渣(硅酸鹽熔體)就分爲互不混溶的兩個液層,鐵水比重大而下沉,熔渣輕而上浮,這是同天然熔離作用很相似的又一例子。此外,也有人把玄武岩熔化後做試驗,在玄武岩熔體加入CaF2,結果熔體也分爲兩個液層,上部爲相當於流紋岩岩漿的酸性熔體層,下部爲相當於橄欖岩的超基性熔體層。目前認爲,在天然的岩漿中硫化物、氧化物和硅酸鹽熔體可以發生熔離作用;一些含有銅鎳的基性岩漿在高溫時銅鎳硫化物熔體完全混溶於基性岩漿中,當溫度下降到某一限度後,此二種熔體即發生分離,銅鎳硫化物比重大而富集於底部成礦床,硅酸鹽熔體在上部固結成岩石。西南某地的含鉑硫化物礦床就是這樣形成。至於岩漿中不同的硅酸鹽熔體之間能否發生熔離作用,尚有爭議。不過一些人仍認爲輝長岩中的條帶狀構造和某些珍珠岩中的球粒是硅酸鹽熔離作用造成的。甚至近來有人提出在上地幔的岩漿源區就能夠發生深部熔離作用從而產生安山岩漿和玄武岩漿的論點,尚待研究。

  2.結晶分異作用

  礦物的結晶溫度有高有低,因此,礦物從岩漿中結晶析出的次序也有先有後。在岩漿冷凝過程中礦物按其結晶溫度的高低先後同岩漿發生分離的現象叫結晶分異作用。結晶分異作用在玄武岩漿中研究得最爲完備,由鮑文和貝萊(Baliey)於本世紀20年代即完成了實驗和地質方面的經典研究,成爲岩漿岩的理論支柱之一。玄武岩漿的結晶分異作用模式一般稱爲鮑文反應原理,即隨着岩漿溫度的降低,橄欖石首先結晶,並由於它比重大而沉落於岩漿體底部形成橄欖岩;繼而輝石—基性斜長石同時結晶並沉落於橄欖岩“層”之上形成輝長岩;角閃石—中性斜長石同時析出構成閃長岩;而岩漿中越來越富SiO2、K2O、Na2O及揮發性組分,並慢慢地被已晶出的礦物“層”擠到岩漿體的頂部最後結晶出石英—鉀長石—酸性斜長石組合,即花崗岩。因爲在這一分異過程中在礦物晶出後因其比重不同受重力作用而分别沉落、堆積,故又稱“重力結晶分異作用”。用這種理論能夠較圓滿地解釋層狀超基性—基性侵入岩雜岩體,並建立堆積岩理論。在有關層狀侵入體的礦床研究中,這種理論也得到了驗證,並起到了指導找礦的作用。所以,這種結晶分異觀點,經過半個多世紀的實驗研究、理論探索和地質觀察,對於層狀超基性—基性岩的成因解釋基本上得到了承認。但用玄武岩漿的分異作用解釋多數或全部岩漿岩的成因,尚有值得進一步研究的地方。

  3、同化混染作用

  由於岩漿溫度很高,並且有很強的化學活動能力,因此它可以熔化或溶解與之相接觸的圍岩或所捕虜的圍岩塊,從而改變原來岩漿的成分。若岩漿把圍岩徹底熔化或溶解,使之同岩漿完全均一,則稱同化作用;若熔化或溶解不徹底,不同程度的保留有圍岩的痕蹟(如斑雜構造等),則稱混染作用。因同化和混染往往並存,故又統稱同化混染作用。此外,也有人把岩漿熔化或溶解圍岩並使之逐漸消失於岩漿中的過程叫同化作用;把因圍岩的熔化或溶解使岩漿成分受到外來物質(圍岩)的污染(混染)而改變其原來成分的作用叫混染作用。顯然,同化與混染爲同一過程,是岩漿與圍岩的相互作用,岩漿同化圍岩,圍岩則污染岩漿,因此,也一並稱爲同化混染作用。一般同化混染作用中岩漿成分變化的規律是基性岩漿同化酸性(或富含SiO2)的圍岩時,岩漿向酸性變化(酸度增加);反之,酸性岩漿同化基性(富含Ca、Fe、Mg)圍岩時,岩漿向基性方向變化(酸度降低)。按照鮑文反應原理,基性岩漿可以同化酸性圍岩,但酸性岩漿難於同化基性圍岩。不過由於酸性岩漿往往富含揮發組份(CO2、H2O、F、Cl等),因而有很強的溶解能力,雖然其溫度低些,但它也能發生強烈的同化作用。其中酸性岩漿同化碳酸鹽岩石(石灰岩白雲岩)的作用具有重大意義,因爲它不僅能形成許多小的中性岩侵入體,而且也往往伴有矽卡岩化形成所謂矽卡岩礦床,如銅、鐵、鎢礦等。在該同化作用中,大量Ca和Mg加入岩漿,使岩漿酸度降低,形成閃長岩或石英閃長岩,而在接觸帶上形成含石榴石和輝石的矽卡岩(變質岩)。如長江中下游的許多中—酸性侵入岩體廣泛發育此種同化作用。在岩漿演化過程中,分異作用和同化混染作用可能同時進行;也可能以某種作用爲主導。在實際工作中要根據具體對象進行分析,從而得出比較合乎實際的結論,以正確闡述岩漿岩的形成和分布規律,指導礦產預測與尋找工作。按照分異作用和同化作用的理想模式,各種岩漿岩的成因關係如下:

  I、玄武岩漿的分異作用

  玄武岩安山岩流紋岩玄武岩漿輝長岩閃長岩花崗岩(少量)鹼性岩輝綠岩橄欖岩輝石岩

  II、花崗岩漿的同化混染作用(Ca、Fe、Mg加入)

  英安岩—安山岩

  花崗岩漿花崗閃長岩—閃長岩

  正長岩—鹼性岩

組合概念

長石是構成火成岩的主要成分,在變質岩和沉積岩中也很常見
長石是構成火成岩的主要成分,在變質岩和沉積岩中也很常見

  各種岩漿岩在空間分布上、形成時間上、物質成分上以及其成因上往往相互聯繫,彼此共生,按一定的規律以一種組合的形式出現,而且這種組合規律明顯地受構造運動控制。爲了闡述岩漿岩的共生組合規律,目前提出了一些組合概念,主要有岩漿雜岩體、岩漿岩建造、岩套和岩漿鏇回等。現作簡要說明。

  1、岩漿岩雜岩體

  岩漿岩雜岩體是具體的岩體組合,各岩體之間具有確定的地質界線,但它們共同占據一個局部空間,彼此鄰接,大致同時形成,有同源關係,隸屬於同一地質構造單元。

  自然界中主要的雜岩體類型有:超基性—基性侵入岩雜岩體;中性—酸性侵入岩雜岩體;鹼性侵入岩雜岩體,火山岩雜岩體。

  例如北京南口中—酸性侵入岩雜岩體是一個頗爲典型的雜岩體。該雜岩體約由30多個中—小型岩體構成,分布於400多平方公里的範圍内。侵入活動主要發生在晚侏羅世,最晚可能延續到早白堊世,屬燕山運動的產物。

  2、岩漿岩建造

  岩漿岩建造是指相同的大地構造環境中一定地質發展階段上產生的幾個相似雜岩體的綜合和概括,不能用某種“地質界線”加以圈定。一般分爲火山岩建造和侵入岩建造,如地槽發展早期的細碧—角斑岩建造;地槽發展晚期的玄武岩—流紋岩建造;地槽發展中期的花崗閃長岩—花崗岩建造;地台區的拉斑玄武岩—玄武岩建造等。一般說來,火山岩和侵入岩不能共同組成建造,因爲它們產生於不同的構造發展階段。

  3、岩套和岩漿鏇回

  岩套可以由幾個建造構成,既有侵入岩,也有火山岩,甚至包括沉積岩和變質岩,例如蛇綠岩套既包括細碧—角斑岩建造和輝長岩—橄欖岩建造,也包括硅質岩、蛇紋岩。按造山期可分爲前造山期岩套,造山期岩套和後造山期岩套。蛇綠岩套是前造山期岩套,發育於優地槽中。岩漿鏇回則是從構造發展歷史的角度出發,把一定大地構造區域整個發展階段上全部岩漿作用的總和歸並爲一個岩漿鏇回,例如造山運動可分爲三期(階段):前造山期或造山運動早期,主要是基性、超基性岩漿作用;中造山期主要是大規模酸性岩漿的侵入作用;後造山期(或造山晚期)主要爲火山作用。此三個造山期中的岩漿作用,即構成一個岩漿鏇回。一個鏇回可跨越幾個地質時代。

成岩結構


  成岩的結構與構造,基本上是用肉眼在一塊手標本上,或者在一米見方的野外露頭上就能觀察到的岩石特征,可以說是一項“微觀”考察吧!現在要談的,是在比較大的範圍内考察,也可說是一項“宏觀”項目吧!這就是火成岩的產狀。所謂火成岩的產狀,是指火成岩體在地殼中產出(存在)的狀態,具體地說,就是野外所看到的整個岩體的模樣。當然,這也是在火成岩發育地區旅行時所必須了解的内容。火成岩體產狀的具體内容,包括岩體的大小、形狀及其與圍岩之間的關係,這是由構造環境的特點所決定的。所以當對火成岩體的產狀有所了解以後,對火成岩的成因、形成的條件等方面也就有所認識了。先談火山岩的產狀,它的特點與火山的噴發方式有密切的關係。如果是中心式的噴發,則形成許多錐形的火山岩堆積,組成古火山群,例如山西大同所見到的第四紀火山群就屬於此種類型。如果是沿着地殼的斷裂帶分布的火山岩,或者說是由裂隙式的火山噴發而形成的,則出現線狀分布的火山群,如南京地區所見到的第三紀火山群。各地火山岩組成的物質也有所不同,有的以熔岩爲主,有的則以火山碎屑爲主。如以現代的活火山爲例,勘察加汝帕華火山和夏威夷的基拉韋亞火山以熔岩爲主,噴溢之時,猶如河流奔瀉,或如飛瀑高懸。以火山碎屑物爲主者系爆炸式火山噴發而來,火山灰數量極大。有的則兩者兼備,此種類型倒是比較普遍的。至於侵入岩的產狀,情況遠比火山噴出岩複雜,因而形式也較多樣,就野外所見者,基本上有以下各類。

  1、岩基

  這是一種規模巨大的岩體,其面積可達60平方千米以上,其周圍還有若幹小岩體。當在這樣的岩基所在地作地質旅行時,往往整天,甚至幾天穿越其剖面尚未能抵達邊界。岩基多由花崗岩組成,其地形外貌,或作高山峻嶺,或作丘陵緩崗,逶迤起伏,連綿不絕。如南嶺地區不少中生代的花崗岩即構成岩基,在普通小比例尺的地質圖上看到的一塊塊標注紅色的符號者,多爲岩基所在地。

  2、岩株
火成岩
    火成岩

  這是一類規模中等的岩體,其面積在60平方千米以内,周圍沒有什麼零散的小岩體,與其他圍岩的接觸邊界,相當陡直。

  3、岩牆或岩脈

  這是一類小型的侵入體,其長度自幾米至幾千米,寬度自幾釐米至幾百米。在野外視野範圍内基本上看得清楚。它的存在形式有幾種,或爲圍岩(沉積岩、火成岩或變質岩均有)發生斷裂,岩漿顺裂隙侵入而成;或由另一岩體的支脈侵入而成。有的是孤單的一條岩牆,有的是多條的交錯岩牆組合而成。如果遇到岩牆本身的岩石比其圍岩堅硬,則在風化露頭上往往構成一道延伸挺直、儼如城牆屹立、氣勢非凡的景色;如果岩牆本身的岩石較之圍岩軟弱,則往往侵蝕爲一條溝壑;若岩牆與圍岩的風化程度相似,無分高低時,地形特點不顯,則憑其岩石性質相異而辨識之。岩牆是很普通的侵入體,一般地質旅行途中頗易見到。

  4、岩床

  這是一種沿着地層層面入侵的侵入體,往往夾在上下兩個沉積岩(或火山岩變質岩)層之間,具有一定厚度,延伸較爲穩定,一般多由基性岩組成。岩床的規模不大,一般在數十至數百米的露頭上就能見到,但也有數千米者。

  5、岩蓋

  其基本形態與岩床相同,隻是其中心部位厚度較周圍爲大。

  6、岩盆

  其基本形態亦與岩床相同,隻是其中心部位下凹,呈盆的形狀。

  在地質旅行時,爲什麼要注意侵入岩的岩體形態呢?這是因爲許多礦床同這些岩體在時間上、空間上以及成因類型方面都有密切的聯繫。比如說,有的礦床分布在岩體内部,有的則分布在岩體與圍岩相鄰的接觸帶上,有的卻分布到遠離岩體的圍岩中去了。究其原因,這種種分布規律,與岩體的產狀、成分、内部構造、圍岩性質以及與圍岩之間的接觸關係均有一定聯繫。通過華南地區各種花崗岩體的研究表明,等礦床往往與各岩體的較晚期形成的小岩株有關。吉林某地的銅鎳硫化礦床與基性至超基性岩盆有關,而且礦體位於盆底部位。由此可見,研究岩體的特點有助於指導礦產的找尋。

研究意義


  火成岩對地質學研究很重要,因爲:它們的礦物和化學結構提供很多關於地殼結構的知識。學者可以從岩漿岩的存在地點,形成的溫度和壓力條件,以及原有的岩石種類中推斷地殼結構。它們的年齡可以從各種各樣輻射測量斷代法測量,以此和臨近地層年代比較,可以推斷事件發生顺序。它們的特點通常是一個具體構造環境的典型,可以研究板塊構造在一些罕見情況下,它會含有重要礦物,例如花崗岩中可能有鎢,




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