地质学第三章火成岩

第三章火成岩
岩石是在各种地质作用下，按一定方式结合而成的矿物集合体，是构成地壳及地幔的主要物质。

有些岩石主要由一种矿物组成，称单矿岩。

如天安门前金水桥的大理石，古代称汉白玉，由单一的方解石组成的。

多矿物构成的岩石称多矿岩，自然界绝大多数岩石是由两种以上矿物组成的。

岩石是地质作用的产物，其化学成分、矿物成分、结构、构造及产状都与地质作用有密切的因果关系。

同时岩石又是地质作用的对象，地球的内、外营力共同对岩石外表形态等进行塑造。

概况地说，岩石是地球发展的产物，其记录了地球发展的历史和规律。

按成因，岩石可以分火成岩 (岩浆岩)、沉积岩和变质岩三大类。

(1) 火成岩(岩浆岩)(Magmatic rocks, Igneous rocks)：它主要是由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆，在侵入地下或喷出地表冷凝而成的岩石。

简单地说：由岩浆冷凝固结而成的岩石称为岩浆岩。

(2) 沉积岩(Sedimentary rocks)：它是由地壳风化产物、生物有关物质、火山碎屑物等，在外营力作用下搬运、沉积、固结而成。

如砂岩、灰岩。

(3) 变质岩(Metamorphic rocks)：由岩浆岩、沉积岩经变质作用转化而成的岩石。

如大理岩、片麻岩等。

就面积而言，沉积岩占75%，火成岩和变质岩共占25％。

就重量而言，火成岩占89%，沉积岩和变质岩分别为5%和6％。

岩浆岩和变质岩又可统称为结晶岩。

三大岩类可以相互转化。

一、基本概念
1.火成岩
简单地说，火成岩就是由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆冷却后而形成的一种岩石。

现在已经发现700多种岩浆岩，大部分是在地壳里面的岩石。

火成岩包括两类岩石：一类是由岩浆冷凝结晶作用形成的岩浆岩；另一类是由非岩浆作用形成的(如花岗岩化作用)。

其中，以岩浆岩为主，占地壳总体积的65%。

2.岩浆的概念
岩浆是在地壳深处或上地幔天然形成的、富含挥发组分的高温粘稠的硅酸盐熔浆流体，是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。

岩浆概念的涵义包括:
(1) 岩浆的来源地是在地壳深处或上地幔，即地下深处1000km以内。

(2) 成分以硅酸盐熔浆为主体，次为包括水蒸汽和其它气态物质的挥发组分和一些成矿金属元素。

挥发份含量在岩浆中一般不超过6%，主要为水蒸气，其次为CO2、CO、N2、SO2、SO3、H2S、HCl、H2F等。

少数情况下存在有碳酸盐岩浆、金属硫化物及金属氧化物岩浆(也称为矿浆)。

(3)岩浆的化学成分
若以氧化物形式，主要包括SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O等。

其中，以SiO2含量最高，可高达40~75%。

不同成分的岩浆，其氧化物的含量也不同，但这些氧化物之间通常存在一定的相互制约关系。

一般来说，随着SiO2含量的增高，K2O、Na2O随之升高，而MgO、FeO(Fe2O3)则随之降低。

因此，SiO2的含量就成为划分岩浆岩化学成分的主导因素。

它支配着其它氧化物含量上的变化。

根据SiO2相对含量，可分为酸性岩浆(SiO2>65%)、中性岩浆(65%~52%) 、基性岩浆(52%~45%) 、超基性岩浆(SiO2<45%)。

(4) 岩浆的温度
现代火山熔岩流的观测：温度范围一般在700～1200℃范围内。

但岩浆的温度随岩浆的成分而变化，基性熔岩温度高，1000~1200℃；中性岩浆的温度约 900~1000℃；酸性熔岩温度低，酸性岩浆的温度约700~900℃，如流纹岩仅有735～890℃。

此外，可以用其它间接方法来推测岩浆的温度：
a、地质温度计，推测岩浆温度，即通过某些造岩矿物的形成温度和相变温度，可间接推测岩浆结晶时的温度，例如：方石英变为鳞石英1470℃，正长石分解为白榴石和二氧化硅1170℃，普通角闪石暗化1050℃，大气压力下黑云母分解、暗化1050～840℃，鳞石英变为β石英870℃，棕色角闪石变为绿色角闪石750℃，β—石英变为α—石英750℃。

b 、熔化岩浆岩的方法，即通过岩浆岩的重熔和再结晶实验，得知其大致温度。

如基拉韦厄火山的玄武岩，在一个大气压下熔融后，开始结晶的温度为1235～1160℃，完全结晶是1060℃，花岗岩的熔点为950℃±５０℃。

c 、玻璃包体均一法测温：如均一法测得霞石岩中橄榄石均一温度为1220～1290℃，辉石为1120～1280℃，
流纹岩中石英为790～1220℃，透长石为1100～1200℃。

d、地质温度计及地质压力计：根据热力学、岩石物理化学及实验岩石学资料，利用能斯特分配定律，通过计算平衡共生矿物的共有成分分配函数，可以较准确地测定出矿物的大致结晶温度，如二长石温度计、二辉石温度计、钛铁氧化物温度计等。

(5)岩浆的粘度
粘度是液体或半流体流动的难易程度，越难流动的物质粘度越大。

岩浆的粘度主要与岩浆的氧化物(成分)、挥发分、温度和压力有关。

氧化物：SiO2、Al2O3、Cr2O3的存在，将使粘度显著增加，尤以SiO2的含量影响最大，SiO2升高，粘度升高，所以基性岩粘度小，以溢流为主；酸性岩粘度大，多以爆发形式为主。

挥发份：挥发份的存在将显著降低岩浆的粘度，挥发份升高、粘度降低。

温度：温度也是影响岩浆粘度的重要因素之一，温度升高，粘度下降。

压力：压力对粘度的影响要复杂得多，对于不含水的干岩浆，则压力升高，粘度增加；但对于富水岩浆，由于压力升高可明显增加水在岩浆中的熔解度，因此，反而使粘度在一定压力区间内降低，当压力升高到一定程度，水在熔浆中的溶解已达饱和，水含量不再随压力升高而增加，这时压力进一步升高，岩浆的粘度则呈增高的趋势。

岩浆粘度与SiO2含量与温度的关系：
3.岩浆作用
地下深处的岩浆，在其挥发组分及地质应力的作用下，沿构造脆弱带上升到地壳上部或地表，岩浆上升、运移过程中，由于物理化学条件的改变，又不断地改变自己的成分，最后凝固成岩浆岩，这一复杂过程，称为岩浆作用。

按其侵入在地壳之中或喷出地表，可分为侵入作用和喷出作用；侵入作用所形成的岩石，称为侵入岩；喷出作用所形成的岩石称为喷出岩。

三种概念的区别：侵入作用、喷出作用、岩浆岩
侵入作用：岩浆上升到一定位置，由于上覆岩层的外压力大于岩浆的内压力，使之停滞在地壳中冷凝、结晶称岩浆的侵入作用。

由此作用形成的岩石称侵入岩。

地壳深处（一般认为在地表以下3—5km处）和浅处（0-3 km或近地表）形成的岩石分别称深成岩和浅成岩。

喷出作用：岩浆冲破上覆岩层喷出地表，即火山活动(挥发成分大部逸失)，冷凝后形成喷出岩，又称火山岩。

岩浆岩：岩浆岩是地下深处的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而形成的岩石。

二、喷出作用
1.火山活动
火山活动的分类——火山活动是地壳运动的一种形式，根据历史时期(有文字记载，中国5000年以来)的活动情况进行的相对划分。

(1)活火山——目前尚在活动或周期性不断活动的火山，例如我国黑龙江五大连池火山、哥斯达黎加Arenal火山等。

(2)休眠火山——有史以来曾经活动，但长期以来处于静止状态的火山。

如我国长白山天池等。

(3)死火山——史前曾经喷发，但有史以来未曾活动的火山。

如我国山西大同火山群、非洲东部的乞力马扎罗山等。

2.火山构造
(一) 火山通道——岩浆由地下上升的通道。

火山通道往往是地壳厚度较薄或多裂隙的地方。

若岩浆沿着裂隙为通道，称为裂隙式喷发；若干条断裂交会成管状通道，称火山管；若岩浆沿着火山管向上喷发，称为中心式喷发。

中心式喷发是现代火山喷发的主要类型。

填充于火山管的岩石，称岩颈。

(二) 火山锥
火山锥是火山喷发物在火山口周围堆积下来而形成的圆锥形景观。

其特点是：上半部坡度较陡，可达30~40º，下部则逐渐平缓；往往火山碎屑物与熔岩交互成层；碎屑物的粒度随火山口的远近而分选，即近粗远细；在火山口周围常形成环状或放射状岩墙。

层状火山锥(Strato volcanoes )——火山碎屑物与熔岩交互成层的火山锥，属复合火山锥。

层状火山锥可用来推断火山活动的次数和其喷发年代。

盾状火山(Shield Volcanoes)——由坡度很缓(6~12°)的熔岩构成，如同盾状的火山锥。

夏威夷岛(Hawaiian Islands)就是典型的盾状火山。

寄生火山锥(spatter cone)——由于多次火山活动，在原来的火山口上形成较小的火山锥或在火山锥的山坡上出现许多小火山锥。

如意大利西西里岛上的爱特纳火山(3700m)共有300个寄生火山锥。

寄生火山锥也可用来推断火山活动的次数和其喷发年代。

(三) 火山口(Crater)
火山口是指位于火山锥顶部及其旁侧的漏斗形喷口。

巨大的火山口，称为破火口，其形成原因是火山多次喷发使得火山口不断扩大，或地下岩浆冷却收缩使得火山口不断坍陷。

破火口上常形成火山原、火山湖(玛珥湖) 。

3.火山喷发物
火山喷发过程：岩浆沿着裂隙或地壳比较薄弱的地方冲出来，形成火山口，首先喷出来的是黑色气体烟柱；接着大量岩石碎屑及熔岩物质被喷出天空，然后降落于火山周围地区；之后，灼热的熔浆流出火山口，沿山坡向下流动；火山喷发停止后还常常沿着喷出孔喷发气体或形成温泉。

(一)气体喷发物
以水汽最多(占总体积的60%~90%)，其它包括H2S、SO2、CO2、HF、HCl、NaCl、NH4Cl等。

火山喷发物可以升发出硫磺、钾盐、钠盐等矿产。

火山预测的依据之一：早期高温阶段，HCl等气体较多，晚期富含SO2、CO2等成分。

例如，某一段时期内，某地大气中的HCl、SO2、CO2出现自然状态下的异常增高，且刺鼻气味浓、地表被腐蚀严重等现象。

(二)固体喷发物
随气体喷发物喷射到空中的大小岩石碎屑和由熔浆凝固而成的碎块。

根据其大小和形状可分为：
a 火山灰—主要是直径<0.01mm(粉砂和粘土)的细小岩屑和细小浆屑；更细的火山尘；稍粗的但<2mm的火山砂。

轻，容易被扩散到平流层和更广范围。

火山灰是目前火山测年的主要物质材料。

b 火山砾—粒径为2~100mm的火山碎屑;>100mm为火山块。

c 火山渣—火山喷发时由被抛到空中去的熔浆凝固而成的，多具气孔和尖锐棱角。

d 火山弹—由熔浆以高速喷向空中发生旋转、扭曲而形成的具有一定形状的块体，大小可从数cm到数m，形状多为纺锤形、梨形、扭曲形、扁平状等。

通常堆积在离火山口较近的地方。

各类火山碎屑物经胶结、压固等作用可形成各种火山碎屑岩。

(三) 液体喷发物（熔浆）
喷出地表的岩浆，其中的挥发组分大量逸出，称熔浆。

熔浆冷凝后称为熔岩。

影响熔浆速度的因素——粘度、温度、地面坡度，一般2~8m/s。

一般基性熔浆粘度小、温度高，流速大；酸性熔浆粘度大、温度低，流速小。

熔浆的冷凝因熔浆的成分不同，可形成不同类型的熔岩：酸性熔浆——块状熔岩；基性熔浆——波状熔岩和绳状熔岩、枕状熔岩。

熔浆冷凝形成的地貌类型：熔岩锥、熔岩流、熔岩被、熔岩台地、温泉。

枕状熔岩——专指海底喷发的炙热基性岩浆，与海水接触，使周围形成蒸汽团，熔浆在蒸汽团包围中向前滚动，形成椭球状或枕状熔块。

因表层迅速冷却，多为玻璃质，气孔较多，而内部冷却慢，结晶程度较好。

块状熔岩——表层先冷凝，下层熔浆还在流动，分裂成大大小小的岩块。

波状熔岩——表层先冷凝成一层塑性薄壳，下层熔浆还在流动，使表皮成波浪起伏状。

绳状熔岩——上部半冷凝、具塑性的波状熔壳因地形陡缓差异而继续向前翻卷，将皱纹拧成绳索状
4.火山喷发类型
（一）裂隙式（冰岛式）喷发
（二）中心式喷发
a 宁静式（夏威夷式）喷发型：盾状基性熔岩。

b 斯特龙博利式喷发型：介于宁静式和爆裂式之间。

常见火山渣和火山弹。

c 爆裂式（培雷式）喷发型：中酸性喷发为主，爆炸力强，形成大量火山碎屑，特别是火山灰。

(1)裂隙式喷发(线式喷发，fissure eruption)
岩浆沿着地壳上巨大裂缝溢出地表，通道往往是地壳厚度较薄或多裂隙的地方，在地表上呈现成窄而长的线状，向下呈墙壁状。

这类喷发没有强烈的爆炸现象，喷出物多为基性熔浆，冷凝后往往形成覆盖面积广的熔岩台地、熔岩被或熔岩高原。

例如，冰岛1783年的一次火山喷发，裂隙长大约25公里，喷发的熔岩和火山碎屑物形成覆盖面积560多平方千米的熔岩高原。

我国河北汉诺坝玄武岩也是裂隙喷发的产物，覆盖面积1700平方千米。

现代裂隙式喷发主要分布于大洋底的洋中脊处，冰岛正处于大西洋中脊，因此在冰岛目前还可见到此类火山喷发活动，故又称为冰岛型火山。

在太平洋的夏威夷群岛有时也有此类火山喷发。

(2) 中心式喷发
中心式喷发是现代火山喷发的主要类型，指岩浆沿着火山管向上喷出地表，熔岩覆盖面积较小。

按照喷发的剧烈程度分为：
a 宁静式喷发(夏威夷式)型——以基性熔浆喷发为主，熔浆温度高，气体较少，不爆炸，固体喷发物少，熔浆多次溢出成火红的熔岩河，常形成盾状火山。

以夏威夷诸火山为代表。

b 斯特龙博利式喷发型——中间过渡类型，以中、基性熔浆为主，并有一定爆发力，可将未凝固的熔岩喷入空中，形成纺锤形或螺旋形火山弹，一般无火山灰。

以意大利的斯特博龙利火山为代表。

c、爆烈式喷发型——以中、酸性熔浆喷发为主，含气体多，爆炸力强，经常形成大量的火山碎屑特别是火山灰。

属于危险性最大的一类，如意大利维苏威火山、印度尼西亚喀拉喀托火山、西印度群岛培雷火山、美国圣海伦斯(St.Helens)火山。

影响火山活动形式的主要因素：
a 岩浆的成分——酸性以爆烈式喷发为主，基性以宁静式喷发为主。

b 火山碎屑物的有无是判断火山活动(时代)类型的主要依据。

5.近代火山分布规律
“安山岩线”——在环太平洋火山岛弧或火山链的靠近大洋的一侧。

该线的大陆一侧多喷发中酸性熔浆(安山岩、流纹岩)，向海的一侧则以喷发性熔浆(玄武岩)为主。

三、侵入作用
具有极高温度和内部压力的岩浆往往沿着地壳薄弱或构造活动带上升，并在沿途不断熔化围岩或俘虏崩落的岩块，从而不断扩大其占据的空间，冷凝后形成各种侵入岩体。

这种地下岩浆上升侵入并占据一定空间的作用，称侵入作用。

岩浆侵入作用发生在地下，无法直接观察，只有对那些由于遭受剥蚀作用而露出地表的侵入岩体进行观察和分析，才能认识它们。

岩浆岩是以一定形态的岩体出现的。

这种岩浆岩体的大小、形状及其与周围岩石相接触的关系，称岩浆岩的产状。

根据岩浆侵入的环境和侵入作用方式，可分为深成侵入作用和浅成侵入作用。

1、深成侵入作用
在地下相当深处(一般指地表3km或5km以下)的岩浆侵入活动。

其往往是通过岩浆对围岩的熔化、排挤、俘虏碎块和接触变质等作用方式而形成深成岩。

深成岩由于是在地下较深的地方形成的，压力大，温度高，冷却十分缓
慢, 故往往形成结晶良好的颗粒较粗的岩石。

深成岩的主要产状是岩基和岩株。

2、浅成侵入作用
在地壳浅处(一般指地下3km或5km到地表之间)的岩浆侵入活动。

其往往是岩浆在压力作用下沿着断层、裂隙或层理贯入等作用方式进行，形成浅成岩。

由于规模小，冷却较快, 其结晶颗粒较小或者大小不均。

主要产状有岩盘、岩床、岩墙等。

1.深成侵入岩的主要产状
(一) 岩基(batholith)
出露面积很大，一般超过100km2(广州市天河区面积约140km2,大学城面积40多km2)，向下沿伸可达10~30km，多由花岗岩类岩石构成。

长轴方向常平行于褶皱山脉，构成褶皱山脉的核心，岩体切穿围岩层理，呈不谐和关系；围岩周围常有显著的变质现象。

例子：天山、昆仑山、秦岭、祁连山、大兴安岭、江南丘陵的花岗岩岩基
(二) 岩株
岩株是指出露面积不超过100km2的深成侵入体。

平面形状一般呈不规则浑圆形，与围岩接触面比较陡，似树杆状延伸。

一般认为岩株下面与岩基相连，是岩基的分枝部分。

岩株常由中酸性岩组成。

如北京西南周口店的花岗闪长岩体就是比较典型的岩株。

附：俘虏体(xenolith)或捕虏体:堕入侵入岩岩基中的被挤碎的围岩碎块，即俘虏体同属于围岩一类岩石。

2.浅成侵入岩的主要产状
(一) 岩床(sill/bedrock)
岩床是指流动性较大的岩浆顺着岩层层理(面)侵入形成的板状岩体。

它的特点是: (1)主要是由基性岩构成。

(2) 岩床的规模大小不定，厚度从几厘米到几百米以上，延伸从几米到几百公里。

(3) 岩体与围岩的顶板和底板是平行的，围岩有时有轻微的变质现象。

(二) 岩盘或岩盖(laccolith )
岩盘或岩盖是指粘性较大的岩浆顺岩层层理侵入，并将上覆岩层拱起而形成的中间凸起、边缘变薄的穹窿状岩体。

其特点是: (1)规模不大，直径可达数公里，厚度可达1km，顶板多被剥蚀掉，底板多是平整的，岩体边缘与围岩是平行的。

(2) 岩盘主要是由酸性岩所构成，因为酸性岩浆粘性大，流动慢，冷却快，所以不能沿层理扩展很远。

此外，也有由中、基性岩浆构成的岩盘。

(3) 围岩有变质现象。

如山东莱芜闪长岩岩盘、济南辉长岩岩盘、江苏镇江四明山花岗斑岩岩盘。

(三)岩墙和岩脉(dike )
岩浆沿岩层裂隙或断层侵入所形成的板状岩体，称岩墙。

岩墙的特点是:
（1）岩墙产状一般较陡近于直立，是岩浆沿断裂贯入的产物。

规模有大有小，延长从几米到几百米, 甚至几十公里；厚度从几厘米到几公里。

(2) 岩性比较复杂，基性至酸性都有。

(3) 岩墙切断围岩，呈不和谐接触。

岩墙可能是一次侵入也可能是二次以上侵入形成的。

另在北京居庸关附近可以见到酸性岩墙被基性岩墙侵入的现象。

(4) 岩墙可能有变质现象。

(5)根据岩墙和围岩的抵抗风化能力，岩墙在地貌上常表现为凸出的山脊或凹入的沟谷。

当岩墙遭受剥蚀时，如果岩墙抵抗风化剥蚀的能力较围岩强，可以形成凸出的山脊。

(6) 岩浆顺一组裂隙侵入时常常构成具有一定方向的成群出现的岩墙群。

岩脉是近似岩墙的岩体，但其一般指规模比较小，形态不规则，厚度小且变化大，有分叉及复合现象的脉络状岩体。

严格地讲，岩墙与围岩之间，没有成分上的联系，如石灰岩中的辉绿岩墙；岩脉则与围岩的成分有成因上的联系，如花岗岩中的伟晶岩脉。

(四)火山颈
填充于火山通道中的熔岩及火山碎屑物，经侵蚀露出地表，叫火山颈，又叫岩颈。

它是介于浅成岩和喷出岩的过渡类型。

四、火成岩的化学成分和矿物成分
1.化学成分
火成岩的化学成分几乎包括了地壳中各种元素，但各元素含量相差悬殊，其中以以O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti等元素含量最多，占火成岩化学元素总量的99%以上。

若以氧化物来计，则以SiO2、Al2O3 、FeO 、Fe2O3 、CaO 、Na2O 、K2O 、MgO 、H2O等为主，同样占总量99%以上。

在这些氧化物中, 以SiO2含量最高，近60%；其次是Al2O3，占15％左右。

SiO2与各种金属元素形成多种硅酸盐矿物，各种硅酸盐矿物又组成各种火成岩。

因此，可以说火成岩实际上是一种硅酸盐岩石。

据此，常以火成岩中SiO2含量作为其分类的主要参数，分为四类: 超基性岩(SiO2 <45%)、基性岩(45%~52)、中性岩(52%~65%)和酸性岩(>65%)。

然而，随着火成岩SiO2含量的变化，同样会引起其它成分的相应变化：SiO2含量增加， K2O 、 Na2O成分也增加，MgO、FeO、 Fe2O3 、CaO等含量减少；反之，前两者减少，后三者增加。

有些K2O 、 Na2O含量特别大， SiO2和Al2O3 含量偏低的火成岩，称为碱性岩。

2.火成岩的矿物成分
造岩矿物—岩浆岩矿物主要是硅酸盐矿物，分布很不均匀，最多的是长石、石英、云母、角闪石、辉石、橄榄石等，占岩浆岩矿物平均总含量的92%。

浅色或硅铝矿物：长石、石英、白云母等富含硅铝的矿物，色浅。

暗色或铁镁矿物：角闪石、辉石、橄榄石、黑云母富含铁镁的矿物，色深。

这两类矿物在岩石中的含量比，不仅决定岩石化学组分变化，还决定岩石颜色深浅和比重大小。

依矿物在岩浆岩中含量和在岩浆岩分类上所起作用可以分为：
1、主要矿物——某岩石含量较多的矿物，作为岩石分类的依据。

岩浆岩中最主要的造岩矿物仅7-8种，如上表，其中长石类[正、斜长石、副长石(霞石、白榴石等)]占59%，石英占12%。

表中诸矿物的含量系指岩浆岩中的平均矿物成分的含量。

但就一种具体岩石而言，往往仅由两三种主要矿物组成。

例如，花岗岩主要矿物是石英、长石(正、斜长石)，缺一便不叫花岗岩。

2、次要矿物——某种岩石中含量较少的矿物(5%~20%)，是岩石进一步分类和定名的依据。

再如，花岗岩中主要矿物是长石、石英，而暗色矿物黑云母为主、角闪石为次，两者含量之和被限定在0-10%。

但如果黑云母和角闪石两者之一的含量占优甚至超过10%，这分配比例的花岗岩叫黑云母花岗岩或角闪花岗岩。

反之，闪长岩的主要矿物是斜长石(斜长石>50%)和一些暗色矿物。

暗色矿物主要为以角闪石为主、辉石和黑云母次之，石英含量较低。

如果石英含量在不影响闪长岩命名的情形下，其含量摆动于5-20%之间，则可命名为石英闪长岩。

3、副矿物——在岩石中含量最少，肉眼不易看见，对岩石分类不起作用。

常见副矿物有磁铁矿、磷灰石。

岩浆岩结晶顺序与共生关系——鲍文反应系列
根据美国鲍文(N.L.Bowen,1887-1956)在实验室观察玄武岩熔浆的冷却结晶过程，同时结合野外的观察，最后得出岩浆岩主要造岩矿物的结晶顺序及其共生组合关系，称鲍文反应系列：岩浆在冷却时，主要造岩矿物的结晶析出遵循一定的顺序，可划分为两个系列，即斜长石的连续反应系列和暗色矿物的不连续反应系列。

即随着岩浆温度由高到低慢慢冷凝，铁镁硅酸盐结晶序列是橄榄石→辉石→角闪石→黑云母→石英→沸石，而钙钠硅酸盐结晶序列是：钙长石→培长石→拉长石→中长石→奥长石→钠长石。

各温度阶段产生的岩石序列则是：橄榄岩→辉长岩→玄武岩系→闪长岩→安山岩系→花岗闪长岩－流纹英岩系→花岗岩－流纹岩系。

(1)岩浆冷凝过程中深色矿物和浅色矿物分为两个系列并行结晶—深色矿物从橄榄石开始逐渐变化到黑云母；浅色矿物从基性斜长石开始，连续演变到酸性斜长石（岩浆岩中矿物结晶顺序）。

然后，两个系列归结到正长石，之后白云母，最终结晶的是石英。

(2)横行表示在同一水平位置上的矿物大体同时结晶，于是按照共生规律组合成一定类型的岩石。

例如辉石和基性斜长石组合形成基性岩；角闪石和中性斜长石组合形成中性岩。

(3)如果在纵的方向上相距很远，则矿物共生的可能性很少，如橄榄石和石英就不能共生。

因此，在形成的超基性岩中，像橄榄岩、辉岩不含石英；而以长石、石英为主的花岗岩虽含10%左右的暗色矿物，但绝不含橄榄石。

在鲍文反应系列中的右列，斜长石表现为富钙斜长石向富钠斜长石演化，即从基性斜长石向酸性斜长石演化(钙长石和钠长石)。

此种演化系连续的反应系列、连续的类质同象过程，矿物结晶格架不发生变化。

在鲍文反应系列中的左列，为暗色矿物（铁镁矿物）的不连续反应系列，即按橄榄石、辉石、角闪石、黑云母的顺序结晶。

在这个系列的演化过程中，前后相邻矿物之间不是成分上的连续过渡、而是岩浆同早期矿物发生反应产生新矿物，相邻矿物的结晶格架也发生显著变化。

由此可见，鲍文反应系列在一定程度上说明了岩浆岩中矿物结晶顺序和共生组合规律，这对于掌握岩浆岩分类提供了简明易记的方式。

但是，鲍文反应系列是根据最简单的人工实验得出的，而天然岩浆要复杂得多。

因为决定矿物结晶顺序不仅仅是温度变化，还有压力、熔点、挥发成分、化学成分及其组合比例等。

因此，鲍文反应系列所代表的矿物结晶顺序只是一般顺序，不是绝对顺序。

根据上述反应系列可以解决下列实际问题：
(1)确定矿物的结晶顺序。

反应系列上部的矿物比下部的矿物早结晶。

显然橄榄石、基性斜长石是最早结晶的矿物，石英则是岩浆结晶的最后产物。

(2)解释了岩浆岩中矿物共生组合的一般规律。

由于两种反应系列存在着共结关系，当岩浆冷却到一定温度时，必定同时结晶出一种浅色矿物和一种暗色矿物。

例如当岩浆降至1550℃时，析出橄榄石、斜方辉石和基性（钙、培）长石而组成超基性岩。

岩浆温度降至1270℃时，单斜辉石和拉长石同时析出组成基性岩。

(3)解释了岩浆岩多样性的原因。

同一种岩浆可以形成不同类型的岩浆岩。

(4)解释了岩浆岩中某些结构上的特征。

如斜长石的正常环带结构和暗色矿物的反应边结构。

3.原生矿物和次生矿物
①原生矿物——由岩浆中结晶出来的矿物称原生矿物，如长石、石英、云母、角闪石、辉石、橄榄石等。

②次生矿物——原生矿物形成后，受热水溶液和风化作用后形成的矿物。

例如，长石可以变为高岭石；橄榄石、辉石、角闪石可以转变为蛇纹石、绿泥石、绿帘石等。

正长石在水的作用下可以变为高岭石，即次生矿物：
4K(AlSi3O8)+6H2O l4(Si4O10)(OH)8+8SiO2+4KOH
正长石高岭石硅胶
在这一化学反应中，4KOH溶液和SiO2胶体随水流失，不溶解于水的高岭石残积下来。