岩石学火山岩2

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1、教学要求： 1. 掌握火成岩结构、构造、产状的概念 2掌握火成岩结构构造的分类及依据 3掌握常见的火成岩结构构造的手标本 和镜下特征及其成因意义 4掌握侵入岩和喷出岩的常见产状分类 自学参考书：叶德隆等：岩石典型结构分析,第三章：火成岩的结构和构造,一火成岩的结构 二、火成岩结构的成因 三、火成岩构造 四，火成岩的野外特征,第三章：火成岩的结构和构造,一火成岩的结构 概念：火成岩的结构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 概念：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。分为三级：,全晶质结构： 岩石全部由已结

2、晶的矿物组成,玻璃质结构： 全部由未结晶的火玻璃组成,半晶质结构： 岩石中既有结晶矿物又有玻璃,雏晶结构:由一些颗粒极细的雏晶组成，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。进一步可形成微晶 霏细结构:岩石主要由极细的、它形长英质矿物颗粒的集合体组成，颗粒之间的界线模糊 球粒结构: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 岩浆快速冷却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。,玻璃质脱玻化作用可生成以下结构:,隐晶质结构：颗粒一般小于0.02 mm 显微晶质结构:借助显微镜能够辨认 显微隐晶质结构:借助显微镜仍不能够辨认 显晶质结构: 肉眼能

3、分辨出矿物颗粒者。 据粒径大小分为: 粗粒结构:d5mm 中粒结构:d=2-5mm 细粒结构:d=0.2-2mm 微粒结构： d 1Cm的矿物，可称为巨晶，大于3 Cm称伟晶,2岩石中矿物颗粒的大小 需从两个方面考虑，一是矿物颗粒的绝对大小，二是矿物颗粒的相对大小。 （1）根据绝对大小分为隐晶质结构和显晶质结构,等粒结构:岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等。 不等粒结构:岩石中同种主要矿物颗粒大小不等 斑状结构：岩石中矿物颗粒分为大小截然不同的两群，大的称为斑晶，小的及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 似斑状结构：岩石也是由两群大小不同的矿物颗粒组成，但基质

4、为显晶质，与斑晶为同一世代的产物。,（2）据矿物颗粒的相对大小，可分为以下四种结构：,斑状结构是浅成岩和喷出岩的重要结构类型，其中的斑晶一般是在深处（岩浆房）或上升过程中晶出的，在地表条件下不稳定，常形成： 熔蚀结构：因压力降低使一斑晶矿物的熔点降低，或因岩浆在地表氧化，温度一度升高等，造成早已结晶的斑晶熔蚀形成的结构 暗化边结构：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（磁铁矿及高温无水的透长石、白榴石、橄榄石、辉石等集合体组成的）,3岩石中矿物的自形程度 自形程度是指组成岩石的矿物的形态特点。据岩石中矿物自形程度可以分为三种不同的结构

5、： 自形粒状结构：组成岩石的矿物颗粒，按自已的结晶习性，发育成被规则的晶面所包围的自形晶。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。 半自形粒状结构：组成岩石的矿物颗粒，按结晶习性发育一部分规则的晶面，而其它的晶面发育不好，而呈不规则的形态。 它形粒状结构：组成岩石的矿物颗粒多呈不规则的形态它形晶，找不到完整规则的晶面。是结晶中心较多，矿物颗粒几乎同时结晶，没有足够的结晶时间和空间的条件下形成的。,4岩石中矿物颗粒间的相互关系 包括矿物之间的相互关系和矿物及隐晶质之间的相互关系，常见的有：条纹结构文象结构蠕虫结构反应边结构环带结构包含结构填隙 (间) 结构,(1)

6、条纹结构（Perthitic texture） 主要见于条纹长石,表现为钾长石和钠长石有规律地交生. 条纹结构有正条纹结构和反条纹结构之分: 正条纹:主晶为钾长石 反条纹:主晶为钠长石,固溶体分离:这类条纹具定向性，均匀分布，形态规则 交代:条纹较主晶新鲜，呈不规则的树枝状、网脉状，定向性不明显，顺主晶的裂隙、解理、边缘分布,(2)文象结构（Graphic texture) 石英呈一定的外形（如象形文字）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。 成因：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（Myrmekit

7、ic 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。 成因：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） 较常见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

8、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。,(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。,(6)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

9、，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岩石中矿物的排列方式 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，因在安山岩中常见，又称安山结构。 粗面结构（Trachytic texture） 喷出岩的基质中钾长石微晶呈平行排列。,6.过冷度与结晶程度及矿物颗粒大小的关系 岩浆中矿物开始晶出的温度，往往不是在液相线温度，而是在低于液相线温度的过冷状态下进行的，这有两方面的原因： （1）矿物结晶时，离子之间需要进行调整、迁移、组合。但是由于岩浆粘度较大，离子之间扩散与

10、组合受到阻力，未能在正常结晶温度下顺利析晶，而产生过冷状态。 （2）结晶开始后，放出结晶潜热，使刚晶出的晶体重新熔化。因北，晶体的析出，还需要下降到更低的温度。,1）有关概念： 过冷度的概念：岩浆的液相线温度(TA)与岩浆中晶体析出的实际温度(TB)的差值称为为过冷度。过冷度的大小，用T表示: T=TA-TB 它直接影响着岩浆的结晶能力，即晶体的成核密度和生长速度有关。 成核密度是指单位体积内的晶核数，以“晶核数/cm3”表示。 晶体生长速度是指单位时间内晶体粒径生长的大小，以“cm/s”或“m/s”表示。,2）过冷度与岩浆岩结构的关系 当过冷度低（为T1时），成核密度低，生长速率高形成数量少

11、个体大的晶体，可以形成伟晶岩或巨晶。 若过冷度较大时（为T2时），成核密度和生长速率都较大，往往形成数量和个体中等的半自形粒状结构、中-细粒结构等。 若过冷度很大（为T3时），则岩石具有成核密度高，但生长速率低的细粒-隐晶质的结构。,图3-9 理想的成核及生长速度曲线 T：过冷度，虚线为成核密度，实为生长速率,D,三、 火成岩构造（Structure） 1概念：火成岩的构造是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合与其它组成部分之间的排列、充填方式等。 火成岩构造亦受多方面因素的影响，不仅与岩浆结晶时的物化环境有关，还与岩浆的侵位机制、侵位时的构造应力状态及岩浆冷凝时是否仍在流动等因素有关。 2.

12、常见构造:,（1） 块状构造 是侵入岩中较常见的构造 ，其特点是岩石在成分和结构上是均匀的，往往反应了静止、稳定的结晶作用。,（2） 层状构造或带状构造：岩石在垂向上出现矿物组合、含量及粒度、形态的交替变化，类似于沉积岩的层理，形成于结晶条件发生周期性变化或因结晶分异发生堆晶作用时。,(3)斑杂构造：岩石不同部位的颜色、矿物成分或结构构造的很大差别，形成于岩浆的多次脉冲侵入或同化混染围岩物质的情况， （4）面理、线理构造：侵入岩中的片状矿物或扁平捕掳体、析离体、柱状矿物的定向排列，据成因有两种： 流面、流线构造：是岩浆在流动过程中结晶形成的，其流面与围岩接触面平行，流线则与岩浆的流动方向一致，

13、往往在岩体的边缘较发育，向岩体中心逐渐消失。 原生片麻理构造：是岩浆主动侵位时的挤压应力，导致的定向，亦称为面状组构或线状组构。在中酸性岩中这种定向主要是由暗色矿物的不连续定向排列显示出来的。其与流面和流线的区别是围岩因挤压作用也可形成同产状的面理或线理。,（5） 球状构造：岩石中的矿物可围绕某一中心呈同心层状或放射状生长成球状体,（6)气孔构造：由于快速降压导致挥发组分的大量出溶，出溶的气体上升汇集、膨胀，可在熔岩中，尤其是熔岩流的上部形成大量的气孔形成的，但在水底喷出的熔岩，当水深大于400m时，因环境压力较大，不会形成气孔，因此海相火山岩（如深海玄武岩、细碧岩）中的气孔一般不发育且很小。

14、 （7） 杏仁构造 ：当气孔被岩浆后期的矿物所充填时，称为杏仁构造。 （常见为方解石、沸石、石英、绿泥石）,（8） 流动构造：大部分喷出熔岩是在流动过程中冷凝固结的，这就会造成岩浆中不同组分的拉长定向，形成流动构造。 流动构造在粘度较大的酸性熔岩中最为特征，表现为不同颜色，不同成分的条纹、条带和球粒、雏晶及拉长的气孔定向排列，又称为流纹构造； 基性熔岩中宏观上主要表现为气孔的拉长和斑晶矿物沿其长边的定向，微观上则表现为基质中的针、柱状长石微晶的定向。,玄武岩流动过程中形成的绳状构造,（9）柱状节理构造：熔岩在均匀而缓慢冷缩的条件下，可形成被冷缩裂隙分割开的规则多边形长柱体 （10）枕状构造：海

15、底溢出的熔岩或陆地流入海水中的熔岩，遇水淬冷，可形成形似枕状的熔岩体，这些枕状体被沉积物、火山物质胶结起来，就形成枕状构造 枕状体具玻璃质冷凝边，当水体深度不大时，内部有呈同心层状或放射状分布的气孔，中部有空腔。枕状构造常用作为海相火山岩的一个重要标志。,图3-11 内蒙多伦县酸性火山岩柱状节理,四，火成岩的野外特征 1侵入岩的野外产状 （1）整合侵入体与不整合侵入体 整合侵入体：侵入体与围岩的接触面基本上平行于围岩的层理或片理 不整合侵入体：侵入体切割围岩片理、层理，接触面产状与围岩片理和层理产状不一致,整合侵入体,不整合侵入体,(2）据岩体的形态大小分为： 岩基：面积大于100km2，可达

16、数万km2，大岩基多为花岗质岩体 岩株：面积小于100km2 的侵入体，岩株边缘常有一些不规则的树枝状岩体冲入围岩中，被称为岩枝。 岩盖：为一种蘑菇状的整合侵入体（图3-12b）；,岩床（Sill）：又称岩席，是厚薄均匀、近水平产出的整合的板状侵入体。基性和超基性岩体常出现这类产状。 岩墙(Dike )：是一种厚度稳定，近于直立的不整合的板状侵入体，长为宽的几十倍甚至几千倍，厚度一般为几十cm到几十m。著名的津巴布韦大岩墙，厚314km，长500km。岩墙是岩浆沿张裂隙惯入而形成的，在同一地区常形成由若干条岩墙平行分布或呈放射状分布的岩墙群。亦见有呈现近同心圆状分布的环状岩墙及锥状岩墙（岩席）。 岩盆：为中央略微下凹，呈盆状的整合侵入体。厚度与直径之比大致为1:101:20，一般由密度较大的层状基性超基性岩组成,（3）侵入体深度 岩浆上侵定位时的深度不同，会影响到岩浆体系的冷却速度、结晶压力及挥发组分的溶解度，从而对最终固结的岩浆岩的矿物组成、结构构造产生影响。按照侵入体的定位