火成岩

火成岩（IgneousRock）由岩浆（Magma）直接凝固而成。

高温之岩浆在从液态冷却中结晶成多种矿物，矿物再紧密结合成火成岩。

化学成分各异之岩浆，最後成为矿物成分各异之火成岩，种类繁多，细分之有数百种。

如依其含矽量之高低做最简明之分类，火成岩有酸性（Felsic）、中性（Intermediate）、碱性（Mafic），及超基性（Ultrabasic）四大类。

同时火成岩之晶体，因结晶时在地下之深度不一亦有粗细之别；将此分别代表深浅之粗细做为矿物成分以外之另一分类依据。

火山岩在火山爆发岩浆喷出地面之后，再经冷却形成，所以又名喷出岩，由于冷却较快，所以一般形成细粒或玻璃质的岩石。

纹理岩浆岩最明显的分别是纹理，主要与组成晶子（粒子）的大小和形状相关。

粒度根据晶子粒的大小，岩浆岩分成五类：伟晶岩质，有非常大的颗粒晶岩质，只有大的颗粒斑状，有一些大颗粒和一些小颗粒非显晶质，只有小颗粒玻璃状，没有颗粒火成岩标本（图3)晶体结构晶体形状也是纹理的一个重要因素，以此分成三类：全角：晶体形状完全保存。

半角：晶体形状部分保存。

他形：认不出晶体方向。

其中以第3项居多火成岩标本（图4)化学成分岩浆岩以两种化学成分分类：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，碱长石和似长石的含量：长英质：含量很高，一般颜色较浅，密度较低。

铁镁质：含量低，颜色深，而且密度较高。

火成岩标本（图5)物质组成①化学成分。

主要由氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、钛、锰、氢、磷等12种元素组成。

它们被称为造岩元素，约占火成岩总重量的99%以上，尤以氧最多，占总重量的46%以上。

其余所有元素的重量总和还不到1%。

它们常用氧化物百分数表示（表1）。

SiO2是岩浆岩中最重要的一种氧化物，其含量是岩石分类的一个主要参数。

如SiO2含量大于65%的火成岩称酸性岩，含量52%～65%者为中性岩，45%～52%者为基性岩，小于45%者为超基性岩。

K2O+Na2O重量百分数之和称为全碱含量，也是岩石分类的一个重要参数。

除12种主要元素外，火成岩中还含有许多种微量元素，如Au、Ag、As、B、Ba、Be、Cu、Pb、Zn、F、Cl、S、Ce、Li等。

岩浆岩平均化学成分表②矿物成分。

常见的矿物有20多种，通称造岩矿物（表2）。

依其化学成分可分为两类。

硅铝矿物，SiO2与Al2O3含量高，不含FeO、MgO，如石英类、长石类和似长石类。

这类矿物颜色浅，故也称浅色或淡色矿物。

铁镁矿物，FeO 和MgO的含量较高，SiO2含量较低。

如橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云母类等。

这类矿物的颜色较深，故又称深色或暗色矿物。

硅铝矿物和铁镁矿物在火成岩中的比例是岩石鉴定和分类的重要标志之一。

火成岩的矿物成分和化学成分取决于岩浆来源，也取决于岩浆演化成岩的总过程。

如来自幔源的岩浆富含铁、镁、铬等元素，形成的岩石以铁镁矿物为主，而来自壳源的岩浆富含硅铝元素，形成的岩石以硅铝矿物为主，花岗质岩浆在演化过程中与碳酸盐岩接触交代形成的矽卡岩以含钙矿物为主等。

火成岩某些常见岩浆岩的矿物成分结构构造指组成火成岩的矿物及其集合体的形态、外貌和相互关系。

它既是岩石分类命名的重要依据，也是岩石形成时的物理化学条件的反映（如岩浆性质、围岩性质、构造环境等）。

借助结构构造的研究，可以帮助解决火成岩的成因、演化等问题。

①常见的火成岩结构：反映火成岩结晶程度的有全晶质结构（多见于深成岩）、玻璃质结构（多见于酸性喷出岩）和半晶质结构（多见于浅成岩和超浅成岩的边缘相）；反映矿物自形程度的有自形粒状结构、它形粒状结构和半自形粒状结构等；反映矿物颗粒间相互关系的有交生结构、反映边结构、环带结构、包含结构和填隙结构等。

②常见的构造：反映侵入岩的构造有块状构造、带状构造、斑杂构造、晶洞构造、流动构造、原生片麻状构造等；反映喷出岩的构造有气孔状、杏仁状构造（多见于熔岩层的顶部）、枕状构造（多见于海相基性熔岩）、流纹构造（多见于酸性熔岩）、柱状节理构造（多见于厚层状基性熔岩）。

产状和相①产状。

指岩体的形态、大小和与围岩的关系。

喷出岩的产状有熔透式（火山喷口粗大，岩浆大面积溢出）、裂隙式（岩浆沿大的断裂裂隙喷出地表）和中心式（岩浆沿颈状管道喷出地表）；侵入岩的产状有整合侵入体（如岩盆、岩盖）、不整合接触侵入体（如岩墙、岩株等）。

火成岩标本（图6)②相。

指由于生成环境不同而产生的岩石部分与整个岩体间总的外貌和特征。

常见的火成岩相：反映喷出岩的有溢流相、爆发相、火山颈相、次火山相、火山沉积相等；反映侵入岩的有深成相、中深成相、浅成相以及内部相、边缘相等。

岩石类型根据岩石的矿物成分和化学成分，可分为超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩和碱性岩。

①超基性岩。

SiO2含量小于45%，贫碱，富铁镁，长石含量少，以铁镁等暗色矿物为主，如橄榄岩，辉石岩、苦橄岩等。

②基性岩。

SiO2含量为45%～52%，富钙、铅、镁，贫碱，主要矿物为中性斜长石和辉石，如辉长岩、辉绿岩和玄武岩等。

③中性岩。

SiO2含量为52%～65%，主要矿物为中性斜长石和角闪石，主要类型有闪长岩、二长岩、闪长玢岩、安山岩等。

④酸性岩。

SiO2含量大于65%，铁、镁、钙含量少，主要矿物为石英、钾长石、酸性斜长石和少量黑云母，如花岗岩、花岗闪长岩、花岗斑岩、流纹岩等。

⑤碱性岩。

SiO2含量较低，碱质含量较高，主要矿物为碱性长石、霞石、碱性辉石和碱性闪石等，如霞石正长岩、霞石正长斑岩和粗面岩、响岩等。

岩石种类浆岩主要由硅酸盐矿物组成，此外，还常含微量磁铁矿等副矿物。

根据岩石SiO2含量，岩浆岩可分为四大类：超基性岩：SiO2<45%；基性岩：SiO2=45～52%；中性、碱性岩：SiO2=52～65%；酸性岩：SiO2>65%。

岩石的碱度即指岩石中碱的饱和程度，岩石的碱度与碱含量多少有一定关系。

通常把Na2O+K2O的重量百分比之和，称为全碱含量。

Na2O+K2O含量越高，岩石的碱度越大。

A.Rittmann1957年考虑SiO2和Na2O+K2O之间的关系，提出了确定岩石碱度比较常用的组合指数（σ）。

σ值越大，岩石的碱性程度越强。

每一大类岩石都可以根据碱度大小划分出钙碱性、碱性和过碱性岩三种类型。

σ9时，为过碱性岩。

除了岩石化学成分之外，矿物成分也是岩浆岩分类的依据之一。

在岩浆岩中常见的一些矿物，它们的成分和含量由于岩石类型不同而随之发生有规律的变化。

如石英、长石呈白色或肉色，被称为浅色矿物；橄榄石、辉石、角闪石和云母呈暗绿色、暗褐色，被称为暗色矿物。

通常，超基性岩中没有石英，长石也很少，主要由暗色矿物组成；而酸性岩中暗色矿物很少，主要由浅色矿物组成；基性岩和中性岩的矿物组成位于两者之间，浅色矿物和暗色矿物各占有一定的比例。

根据产状，也就是根据岩石侵入到地下还是喷出到地表，岩浆岩又可以分为侵入岩和喷出岩。

侵入岩根据形成深度的不同，又细分为深成岩和浅成岩。

每个大类的侵入岩和喷出岩在化学成分上是一致的，也就是说岩浆成分是相似的，但是由于形成环境不同，造成它们的结构和构造有明显的差别。

深成岩位于地下深处，岩浆冷凝速度慢，岩石多为全晶质、矿物结晶颗粒也比较大，常常形成大的斑晶；浅成岩靠近地表，常具细粒结构和斑状结构；而喷出岩由于冷凝速度快，矿物来不及结晶，常形成隐晶质和玻璃质的岩石。

根据上述原则，首先把岩浆岩按酸度分成四大类，然后再按碱度把每大类岩石分出几个岩类，它们就是构成岩浆岩大家族的主要成员。

比如超基性岩大类：钙碱性系列的岩石是橄榄岩-苦橄岩类；偏碱性的岩石是含金刚石的金伯利岩；过碱性岩石为霓霞岩-霞石岩类和碳酸岩类。

基性岩大类：钙碱性系列的岩石是辉长岩-玄武岩类；相应的碱性岩类是碱性辉长岩和碱性玄武岩。

中性岩大类：钙碱性系列为闪长岩-安山岩类；碱性系列为正长岩-粗面岩类；过碱性岩石为霞石正长岩-响岩类。

酸性岩类：主要为钙碱性系列的花岗岩-流纹岩类。

火成岩地貌（图1)火成岩地貌（图2)岩石成因起源根据目前研究，岩浆起源于上地幔和地壳底层，并把直接来自地幔或地壳底层的岩浆叫原始岩浆。

岩浆岩种类虽然繁多，但原始岩浆的种类却极其有限，一般认为仅三、四种而已，即只有超基性（橄榄）岩浆、基性（玄武岩浆）、中性（安山）岩浆和酸性（花岗或流纹）岩浆。

当然，对这个问题的认识也经过一个长期历史发展过程。

在十九世纪中叶布恩森（Bonson,1851)曾提出有玄武岩浆和花岗岩浆两种原始岩浆的主张，但关于花岗岩浆的论点一直未受重视，一些学者却坚持认为只有一种玄武岩浆，而所有的岩浆岩都是由玄武岩浆派生出来的。

这就是本世纪初至20年代期间风行一时的岩浆成因一元论。

火成岩地貌（图3)最早提出一元论者是戴里(Daly)和鲍文。

但一元论不能解释这样一个众所周知的地质事实，即花岗岩在大陆地壳中的分布要比玄武岩广得多，例如据计算，花岗岩的分布面积比玄武岩大五倍，比其他深成岩大二十倍，并且花岗岩几乎不与玄武岩共生。

进入本世纪三十年代，列文生—列森格和肯尼迪(Kenndy,1933)根据花岗岩和玄武岩同为地壳中分布最广的岩浆岩这一事实，又重新昌导花岗岩浆和玄武岩浆两种原始岩浆的论点，即所谓岩浆成因二元论。

本世纪中期前后，有人针对环太平洋“安山岩线”和阿尔卑斯型超基性侵入岩这种地质事实，又提出了安山岩浆和橄榄岩浆的论点。

于是进入了所谓岩浆成因的多元论阶段。

目前认为种类繁多的火成岩岩浆岩就是从橄榄岩浆、玄武岩浆、安山岩浆、花岗岩浆通过复杂的演化作用形成的。

这几种原始岩浆是上地幔和地壳底层的固态物质在一定条件下通过局部熔融（重熔）产生的。

局部熔融是现代岩浆成因方面的一个基本概念，大致解释如下：和单种矿物比较起来，岩石在熔化时有下列两个特点：第一，是岩石的熔化温度低于其构成矿物各自单独熔化时的熔点；第二，是岩石从开始熔化到完全熔化有一个温度区间，而矿物在一定的压力下仅有一个熔化温度。

岩石熔化时之所以出现上述特点，是因为岩石是由多种矿物组成的，不同的矿物其熔点也不相同，在岩石熔化时，不同矿物的熔化顺序自然不同。

一般的情况是：矿物或岩石中SiO2和K2O含量愈高，即组分愈趋向于“酸性”，愈易熔化，称为易熔组分；反之，矿物或岩石中FeO、MgO、CaO含量愈高，即组分愈趋于“基性”，愈难熔化，称为难熔组分。

所以，岩石开始熔化时产生的熔体中SiO2、K2O、Na2O较多，熔体偏于酸性，随着熔化温度的提高，熔体中铁、镁组分增加而渐趋于基性。

表中列出了岩屑砂岩在水压为2000巴时所做的熔化实验数据。

由该表可知，熔体成分变化十分明显，在690℃至730℃之间局部熔融现象很清楚。

熔体成分中SiO2含量随着温度的升高而降低，CaO、FeO、MgO组分增加。