论火成岩的形成与构造

论火成岩的形成与构造

论文提要

地质学是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各圈层间的相互作用和演变历史的知识体系。在地质学的服务领域，一个重要方面是开发地球资源，其中有关矿产资源和新能源的研究，仍处于最重要的地位。同时，由于区域成矿研究的需要，将进一步加强区域地质的综合研究，并促进地层学、古生物学、沉积学、构造地质学、地质年代学，以及区域岩浆活动研究、变质地质研究等向新的水平发展。在现阶段，由于观察、研究条件的限制，主要以岩石圈为研究对象，岩石是天然产出的具一定结构构造的矿物集合体，是构成地壳和上地幔的物质基础。按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。在这里我所要探讨的是火成岩。

正文

一、火成岩

地球上所见到的虽然千姿百态，五彩缤纷，但根据它们自身的特点、形成条件不同，可分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类，其中以火成岩最多，它主要构成了深部地壳和上地幔，约占整个地壳的65%。通过对火成岩的研究，可探讨地球的形成、演化、地壳运动等一些重要作用。

（一）、岩浆与火成岩

岩浆是指地球深部产生的一种炽热的、粘度较大的硅酸盐熔融体。岩浆可以在上地幔或地壳深处运移，或喷出地表，它的主要成分是硅酸盐，还含有大量的挥发组分及成矿金属。岩浆温度范围为700-1200℃之间。

火成岩英文名称来源于拉丁文，意为火焰，一般指由地下深处炽热的岩浆（熔融或部分熔融物质）在地下或在地表冷凝形成的岩石。火成岩和岩浆成分不完全相同，它是失去了大量挥发份的岩浆冷凝物。火成岩通常分为喷出岩和侵入岩两类。

（二）、矿物成分

岩石是有由矿物组成的，矿物成分可以反映岩石的特征和成因。组成火成岩的矿物，常见的约二十多种，主要由长石、石英、云母、角闪石、辉石和橄榄石等硅酸盐矿物，及少量的磁铁矿、钛铁矿、锆石、磷灰石和榍石等副矿物组成。这些构成岩石的矿物被称为造岩矿物。

按化学成分的特点和颜色，造岩矿物可分为两类：

硅铝矿物SiO

2与Al

2

O

3

的含量较高，不含铁、镁的铝硅酸盐矿物。如石英，长石和

似长石类矿物。由于它们的颜色浅，故也被称为浅色或淡色矿物。

铁镁矿物为富镁、铁、钛、铬的硅酸盐和氧化物矿物，如橄榄石、辉石、角闪石和黑云母类等。由于颜色深，故被称为深色或暗色矿物。

浅色矿物和暗色矿物在火成岩中含量的比例是火成岩鉴定和分类的重要标志之一。火成岩中暗色矿物的百分含量（体积%），通常称为色率。根据火成岩中色率的大小，可

大致推断岩石的化学成分和性质特征。

（三）、化学成分

地壳中所有元素在火成岩中均以发现，但其含量却很不相同。含量最多的是O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K和Ti等，这些元素称为造岩元素。它们的总和约占火成岩总重量99.25%。

在火成岩中，这些元素常用氧化物重量百分比表示，在不同的火成岩中它们的含量

变化较大。各种氧化物含量变化范围：SiO

234-75%，Al

2

O

3

10-20%，Fe

2

O

3

0-5%，MgO 1-25%，

CaO 0-15%，Na

2O 0-10%，K

2

O 0-10%。火成岩中除了造岩氧化物外，还有很多微量元素，

如Pb，Zn，W，Mo，Sn，Nb，Ta等，这些元素含量虽然很低，但可富集成矿，有着重要意义。

另外，岩浆的化学组成对矿物的形成影响很大。不同化学成分的火成岩会有不同的矿物组合。

图表1岩浆的化学组成对矿物的影响

二、火成岩结构构造

火成岩的结构和构造火成岩的基本特征之一。

结构是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自型程度以及它们之间的相互关系等；

构造是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其他组成部分之间的排列和充填方式等。

火成岩的结构和构造反映岩石中的矿物或玻璃质组成岩石的方式，不仅可用来鉴定岩石，作为火成岩分类的标志，而且可借以探讨岩石的形成条件

根据确定岩石结构的四个要素：岩石的结晶程度，矿物颗粒大小，矿物自形程度和矿物之间的关系，将岩石的结构划分如下表：

图表 2 岩石结构划分

（二）、结晶顺序

1922年鲍温模拟岩浆结晶作用的实验，从中总结出玄武岩演化过程中火成岩的造岩矿物形成的一般规律--鲍温反应原理。其主要内容是：岩浆在结晶过程中现析出的矿物由于物理化学条件的改变与剩余岩浆会发生反应，使矿物成分发生变化并产生新的矿物。随着温度的降低，反应将继续进行，便有规律地产生一系列矿物，叫做反应系列。

反应系列分两支：连续系列和不连续系列。连续系列反映岩浆结晶过程中浅色矿物（斜长石系列）的生成顺序，不连续系列表示深色矿物从岩浆中晶出的先后顺序。随着岩浆的冷却，两个分支在下部汇合成简单的不连续系，石英是它的最后产物。

图表 3 鲍温反应系列图

构造分侵入岩的构造和喷出岩的构造

图表 4 侵入岩与喷出岩构造

三、火成岩的产状和岩相

火成岩产状主要指火成岩岩体的形态，大小及其与围岩接触关系以及形成时所处的深度和构造环境等特征，可分为火山岩产状和侵入岩产状。

火成岩相是指火成岩体各部分因形成环境的差异所产生的不同的岩石和岩体特征的总和。火成岩形成深度是划分火成岩相的主要依据。由于形成深度不同，岩浆温度、压力、冷却速度等一系列物理化学条件就有差异。

认识火成岩产状和相可以了解火成岩岩体形成的地质条件，帮助人们判断火成岩的成因。

（一）、喷出岩的产状

喷出岩常见的喷发类型有：

熔透式喷发：熔透式喷发首先由美国岩石学家R.A.戴利提出，他认为花岗岩浆大规模侵入上升时，由于较高的温度及化学能，顶盘岩石熔透，因而岩浆大量溢出地表。其特点是火山岩分布范围很大，火山岩和侵入岩过渡相连，喷出通道大，而且不规则。这种喷发类型纯属理论推断。

图表 5 裂隙式喷发图表 6 中心式喷发图表7 破火山口

（二）喷出岩的相

根据火山活动产物的产出形态及岩石特征，以中心式火山喷发为例岩形成环境，分