_第7章_火成岩结构的成因(2.5)
火成岩的构造及原理
火成岩的构造及原理火成岩是指由岩浆冷却凝固而形成的岩石。
它们形成于地下深处的火成活动，通过岩浆的喷发、侵入或渗透形成。
火成岩的构造及形成原理主要涉及以下几个方面：1. 岩浆形成：岩浆是由地幔或地壳中的部分岩石熔融而形成的。
在高温和高压的条件下，岩石中的矿物质熔化成为可流动的岩浆。
2. 岩浆喷发：当地下岩浆压力超过地壳的抵抗能力时，岩浆会通过火山口喷发到地面，形成火山喷发。
这样形成的岩浆快速冷却后，即可形成火山岩，如玄武岩。
3. 岩浆侵入：当岩浆在地下岩石层中逐渐冷却凝固时，可能会侵入邻近岩石中形成侵入岩体。
根据侵入方式和形状的不同，可分为浅侵入岩体（如辉绿岩、花岗岩等）和深侵入岩体（如辉长岩、橄榄岩等）。
4. 岩浆渗透：岩浆亦可能在地下通过岩石间隙的渗透而形成渗透岩体，如玄武岩石床、独居石（岩浆透入）等。
火成岩的构造特点主要表现为以下几个方面：1. 结晶结构：在岩浆冷却凝固的过程中，矿物质开始结晶，形成了岩石的晶体结构。
晶体的大小和形状决定了火成岩的结构特征。
2. 斑状构造：火成岩中常常出现大颗粒或更大的矿物斑块，称为斑状构造。
这是因为在岩浆冷却过程中，某些矿物质组分较多而结晶速度较快，导致了颗粒增大。
3. 层状构造：在火成岩中，由于岩浆的渗透和侵入，可能会形成堆积的层状构造。
这些层状结构往往与火成活动的不同阶段和岩浆的流动方式有关。
4. 花岗岩的板层状构造：某些花岗岩可出现板层状构造，即一条一条的板状矿物质在岩石中排列。
这种结构是由于岩浆在流动过程中受到混合、分层等作用所致。
总之，火成岩的构造及形成原理主要涉及岩浆的生成、喷发、侵入和渗透等过程，它们的形成与岩浆的特性、地壳的构造和环境条件等因素密切相关。
火成岩
无爆炸，主要为基性玄武岩熔浆，可形成厚度稳定、覆盖面积大
的熔岩被。如：冰岛的火山喷发。
2. 中心式喷发 岩浆沿着一定的管形通道喷出地表，熔岩覆盖面积
较小。按照剧烈程度又可分为宁静式、斯特龙博利式和爆裂式等
几种。
宁静式少有固体喷发物，喷发强度小；斯特龙博利式有一定爆炸
力，一般没有火山灰；爆裂式含气体多，爆炸性强，含大量的火
第3节
二、喷出作用（火山作用）
（一）火山活动
火成岩
根据火山活动情况，火山可分为死火山（extinct volcano）、休眠
火山（dormant volcano）和活火山（active volcano）。
但火山的活动性会发生变化，例如：墨西哥的帕里库廷火山就是
突然新形成的。
厄瓜多尔的皮晋查火山的活动情况：
第3节
火成岩
根据USGS全球火山计划的资料，最新持续活动的火山有：
1. 哥斯达黎加的Arenal火山，2月开始就持续活动，包括火山喷气，
间歇喷发及岩浆流，喷发时烟柱高2.2公里，下风向有火山灰和酸
雨落下。
2. 巴布亚新几内亚的Bagana火山，1月10至3月10日，持续喷出白
色蒸汽，3月3日喷出火山云柱高2.4公里。
火山喷发物
火山灰
火山灰
火山喷发物
火山喷发物
火山灰
火山灰
火山喷发物
火山砾
火山喷发物
火山喷发物
火山块
火山渣
火山喷发物
火山渣
火山喷发物
火山弹
火山喷发物
火山弹
火山喷发物
火山弹
火山喷发物
浮岩
火山喷发物
火成岩
颜色为红、棕、绿、灰 颜色为红、棕、绿、灰 色、深灰色；成份：板 状 斜长石晶体，呈灰白色或绿 色，少量角闪石，黑云母为 斑晶；隐晶斑状结构，具气 孔、杏仁构造；产状：火山 锥、岩被。
颜色为深灰、灰褐、灰 颜色为深灰、灰褐、灰 黑色，风化后呈红、绿色； 成份主要为辉石、斜长石， 次为角闪石、黑云母；玻 璃质或隐晶结构；有气孔、 杏仁状构造；产状：火山 锥、岩被。
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火成岩结构---结晶顺序
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火成岩构造
火成岩构造分侵入岩的构造和喷出岩的构造。 常见的侵入岩构造 块状构造 带状构造 斑杂构造 球状构造 晶洞构造 流动构造 常见的喷出岩构造 气孔构造 杏仁构造 枕状构造 绳状构造 流纹构造 假流纹构造 柱状节理构造 珍珠构造
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火成岩分类原则
火成岩的种类很多，不同学者从不同角度和标准提出许多分类方案。现有 的火成岩分类多半以岩石本身具有的特征为依据，它们主要是： 组成岩石矿物成分 不同的火成岩中浅色矿物和暗色矿物的种类和含量的变化是有规律的，根 据色率把火成岩分为四类： 浅色岩 色率0-35；中色岩 色率35-65；深色岩 色率65-90；暗深色岩 色 率90-100 岩石的化学成分 岩浆岩主要是由硅酸盐矿物组成，二氧化硅是最主要的组分，据其含量可 将火成岩划分为： 超基性岩 SiO2 ＜45%；基性岩 SiO2 45～52% 中性岩 SiO2 52～65%；酸性岩 SiO2 ＞65% 岩石的产出方式 根据其产出环境分为深成岩，浅成岩和喷出岩。深成岩常具全晶质结构， 喷出岩多为玻璃质或隐晶质。
火成岩各论---基性岩
基性岩(basic rock) SiO2含量为45-52%，稍高于超基性岩。 在矿物成分上以辉石和基性斜长石为主要组分，有时含有 橄榄石，不含石英。色率一般为35-65，呈中色至深色。 代表性岩类有： 侵入岩：深成相： 辉长岩 斜长岩 浅成相： 辉绿岩 喷出岩：玄武岩
火成岩总结.
❖色率-暗色矿物在火成岩中的体积百分含量。
2. 矿物的含量及作用分类 ❖主要矿物：指在岩石中含量多，并在确定岩石大类名称 上起主要作用的矿物。 ❖次要矿物：指在岩石中含量少于主要矿物的矿物。 ❖副矿物：指在岩石中含量很少，在一般岩石分类命名中 不起作用的矿物。
3、矿物的成因分类 （1）原生矿物：在岩浆结晶过程中所形成的矿物，如橄榄石、 辉石、角闪石、云母、长石、石英等。也包括部分岩浆作用晚 期析出的富含挥发份的矿物，如电气石、萤石等。 （2）他生矿物：一般在正常的岩浆岩中不出现，多半是由于 岩浆同化了围岩和捕虏体使其成分发生变化而形成的。如钙铁 榴石、硅灰石等。堇青石、红柱石等富铝矿物。
绪论
一、岩石及岩石学
1.岩石 概念：岩石是天然产出的由一种或多种矿物（包括火山玻 璃、生物遗骸、胶体〕组成的、具有一定结构构造的矿物 集合体。 它是组成地壳及地幔的固态部分，是地质作用的 产物。
岩石概念强调： (1) 必须是天然产出的、固态的，例如固结的水 泥、陶瓷、石油等不是岩石。 (2) 有稳定的外形，须具有一定的结构和构造， 例如土壤，不是岩石。 (3) 是矿物的集合体，说明岩石的组成单位是一 种或者多种矿物。 (4) 少数的岩石，由火山岩中的火山玻璃、沉积 岩中的胶体、生物遗骸，也是岩石。
（二）微量元素 总量<1%,或称痕量元素
火成岩共生组合与成因板块与火成岩分解PPT课件
1、岛弧火成岩组合
（ 1 ） 拉 斑 系 列 火 山 岩 ： 以 拉 斑 玄 武 岩 为 主 （ 70 ％ ±） ，因分异作用 安山岩（25％±）和英安 岩（5％±），低钾为主。时间上在岛弧形成早期， 空间分布上靠近海沟。
（2）钙碱性系列火山岩：玄武岩（25％）－安山岩 （70％）－ 英安岩－流纹岩（后两者5％），以 中钾为主，部分低钾，少量高钾。形成时间略晚。
岛弧火成岩成因 Island Arc Petrogenesis
• 楔形地幔橄榄岩熔融； • 洋壳熔融； • 洋壳熔融的熔体与楔形 地幔反应形成的辉石岩熔 融；
• 地幔对流导致地幔底辟 体减压熔融，岩浆在地壳 中发生分离结晶和同化混 染，形成岛弧岩浆。
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2、大陆边缘弧火成岩
• 活动陆缘火山岩以中钾和高钾钙碱性系列为主，低钾 系列岩石很少。安山岩和玄武安山岩最多。与岛弧火 山岩相比，酸性火山岩数量显著增多，反应有较多陆 壳物质的参与。K2O含量随着远离海沟向大陆一侧增 加，显示出“成分极性”；
（四）板块内部的火成岩组合
• 洋岛火山岩
• 大陆溢流型玄武岩
• 大陆裂谷区的火成岩组合
• 斜长岩岩体
• 其他的大陆火成岩组合
金伯利岩和钾镁煌斑岩
杂岩体
超镁铁质-镁铁质层状
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1、洋岛火山岩(Ocean Intraplate Volcanism) • 洋岛和海山 • 通常与热点有关
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Continental Arc Magmatism
岩浆形成模式
活动大陆边缘 剖面示意图 1-俯冲板片的 脱水 2-不均匀地幔 楔的水化和熔 融 3-幔源岩浆的 地壳底侵和结 晶 4-底侵物质的 再次熔融形成 英云闪长质的 熔体
火成岩
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（五）近代火山分布规律
全世界大约有2000座死火山，516座活火山 全世界大约有2000座死火山，516座活火山 2000座死火山 F.M.巴拉德），大体呈带状分布 巴拉德），大体呈带状分布： （据F.M.巴拉德），大体呈带状分布： 自板块构造理论建立以来， 自板块构造理论建立以来，很多学者根据板块 理论建立了全球火山模式： 理论建立了全球火山模式：
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二、 喷出作用（火山作用） 喷出作用（火山作用）
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（一）火山活动 火山活动情况一般分为： 火山活动情况一般分为： 活火山——现在尚在活动或周期性不断活动 活火山——现在尚在活动或周期性不断活动 的火山； 的火山； 休眠火山——有史以来曾经活动 有史以来曾经活动， 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； 来处于静止状态的火山； 死火山——史前曾经喷发 史前曾经喷发， 死火山——史前曾经喷发，但有史以来未活 动的火山。 动的火山。 火山活动都是地壳运动的一种形式 。
花岗岩
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四、主要岩浆岩 超基性岩类； 超基性岩类； 基性岩类； 基性岩类； 中性岩类； 中性岩类； 酸性岩类； 酸性岩类； 碱性岩类； 碱性岩类； 火山玻璃岩类。 火山玻璃岩类。
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（一）超基性岩类（橄榄岩—金伯利岩类） 超基性岩类（橄榄岩—金伯利岩类）
橄榄岩
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等粒结构 不等粒结构 似斑状结构 斑状结构
自形结构 半自形结构 他形结构
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二、岩浆岩的结构和构造
常见结构 块状结构 条带状结构 流纹结构 气孔结构 杏仁结构 枕状结构 常见于岩石 各类侵入岩 酸性喷出岩（流纹岩） 酸性喷出岩（流纹岩） 基性喷出岩（玄武岩） 基性喷出岩（玄武岩） 海底基性喷出岩（ 海底基性喷出岩（玄 武岩） 武岩）
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SiO2与Al2O3的含量较高，不含铁、镁的铝硅酸盐矿物。
岩石学--4火成岩的结构和构造
3、根据矿物颗粒的相对大小又可划分为:
① 等 粒 结 构： 岩 石 中 同 种主要矿物颗粒大小大 致 相等 ② 不 等 粒 结 构：岩 石 中 同种 主 要 矿 物 颗 粒 大 小不 等 ③ 斑 状 及 似 斑 状 结 构： 岩 石中 所 有 矿 物 颗 粒 可 分 为 大 小 截 然 不 同 的 两 群， 大 的 称为 斑 晶， 小 的 称 为 基 质， 其中 没 有 中 等 大 小 的 颗 粒。 如果 基 质 为 隐 晶 质 或 玻 璃 质,则 称 斑 状 结 构； 如 果 基 质 为显 晶 质， 则 称 似 斑 状 结 构。
等粒结构
不等粒结构
熔蚀结构和暗化边 结构：深部结晶的斑晶 在随岩浆上升过程中， 由于物化条件的改变， 而产生熔蚀，形成浑圆 状、港湾状形态，称熔 蚀结构；而含挥发份的 斑晶在上升过程中常发 生分解，在晶体边缘形 成铁质分解氧化形成的 磁铁矿等不透明矿物细 粒集合体，称暗化边结 构。
暗化边结构
●1. 岩 浆 在 地 壳 深 部， 冷 却 缓 慢， 结 晶 作 用 发 生 在a 区， 晶 体 生 长 速 度 大 于 形 成 结 晶 中 心 的 速 度。 因 此， 围 绕 少 数 结 晶 中 心 晶 体 迅 速 生 长， 形 成 粗 粒 结 构。
●2. 岩 浆 在 地 壳 浅 部， 冷 却 较 快 的 情 况 下， 结 晶 作 用 发 生 在 b 区， 形 成 结 晶 中 心 的 速 度 大 于 晶 体 生 长 速 度， 围 绕 大 量 结 晶 中 心 形 成 大 量 的 细 小 晶 体， 构 成 细 粒 结 构。
4、岩 石 中 矿 物 的 自 形 程度 指组成岩石的矿物的形态 特点。
●自形晶结构：岩石主要由
自形晶组成。 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 ●它形晶结构：岩 石主要由 它形晶组成。 矿物颗粒多呈不规则的形态 －它形晶，少有完整规则的 晶面 ●半自形晶结构：岩石主要 由半自形晶组成。 矿物颗粒按结晶习性发育一 部分规则的晶面，其它的晶 面发育不好呈不规则的形态
火成岩构造
所充填时，称为杏仁构造 （Amygdaloidal Structure ）。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；在中、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。
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（图
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，称为气孔构造(Fumarolic Structure)。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(Fisher,1985)，因此海相火山岩（如深海玄武岩、细碧岩）中
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，又称为原
生片麻理构造，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。少
数情况下，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，称为球状构造。
在地表冷凝固结的喷出岩具有明显不同于侵入岩的构造特征。由于快速降压导致挥发组
3-18），称为柱状节理构造。柱体均
垂直于熔岩层面-冷却面，断面形态
以六边形者为主。柱状节理还见于
熔结凝灰岩、火山通道、次火山岩、
超浅成岩中，由于冷却面的产状差
异，柱状节理也可以有不同的产状，
如火山通道中火成岩的柱状节理，
火成岩与岩浆运动的形成与成因
火成岩与岩浆运动的形成与成因地球的深处隐藏着许多神秘的力量和能量，它们在地壳之下不停地运动、演变，在极富破坏性的自然灾害中改变着整个地球的面貌。
其中，火成岩的形成与岩浆运动的成因就是其中一个颇受关注的话题。
在下面的文章里，我们将深入探究这些现象，了解它们的形成和成因。
火成岩的形成火成岩是地球核心与地壳之间的一种中间产物，它是从地球内部的高温高压环境中形成的，具有密度高、稳定性强的特点。
火成岩的形成大致可以分为三个步骤。
首先，火成岩的形成需要源岩。
源岩是指地球内部原始物质，通常是地幔中的低硅酸盐岩石。
在地球内部，源岩处于高温高压状态下，这使得其中的矿物质和化学元素互相作用，产生了许多新的物质。
其次，火成岩的形成需要有地幔柱的上升。
地幔柱是从地幔深处向地表垂直上升的热柱，其中包含了大量的岩石和物质。
当地幔柱向地表运动的时候，地表的温度升高，造成了局部环境的变化。
这些环境变化可以导致岩浆的形成。
最后，岩浆的形成是火成岩形成的关键。
岩浆是地幔柱经过一定的化学或物理作用后，在地表上形成的一种流体体系。
当地幔柱经过地壳时，地壳上的温度和压力条件将引起地幔柱内部的矿物质和化学物质的各种反应，生成岩浆。
岩浆通过地壳上升并冷却，形成了火成岩。
岩浆运动的成因岩浆运动是指在地球内部，由于热与压力的作用，岩石与岩浆在地壳和地球内部中移动向上的过程。
首先，岩浆运动的成因之一是地球内部热量的分布和环流。
地球内部有一个热流环流系统，在此体系中，地球内部的热量和流体动力驱动了岩浆的形成和运动。
地球内部热量的分布和流动在地球表面上表现为火山和地震等许多自然现象。
其次，岩浆运动的成因之二是地壳的构造。
地壳的构造是指地球表面的结构和形态，包括地球表层的地形地貌、岩层的厚度、断裂带的分布和形态等。
地壳构造的不断变化会引起地壳的变形和运动，从而使得地壳上的岩浆发生运动。
最后，岩浆运动的成因之三是地球内部的物质循环。
地球内部的物质循环是指地球内部物质的热对流和物质的不断交换和调节，这种循环是由地球内部高温和高压的环境造成的。
岩浆岩(火成岩)
❖ (1)观察岩石的颜色。这里所说的岩石颜色是指岩石的 总体颜色，而不是岩石中某种矿物的颜色。岩浆岩颜 色的深浅，取决于浅色矿物和暗色矿物的相对含量。 暗色矿物由多变少，颜色也随之由深变浅。如果岩浆 岩的颜色较深，一般属于基性岩或超基性岩类若颜色 较浅，则为酸性岩或中性岩类。根据岩石的颜色，就 可以大致确定它是化学成分分类中的哪一类。
例如:
采矿 开采石油 天然气 地下水 兴建水利工程
一、岩浆作用及岩浆岩的形成
❖ 岩浆岩是由以硅酸盐为主要成分，富含挥发 性物质，在上地幔和地壳深处形成的炽热而 粘稠的熔融体冷凝而成的岩石。
❖ 岩浆的成分：硅铝的氧化物构成的络离子； 铁、钙、钠、镁和钾的阳离子。
❖ 岩浆成分、粘性、温度下降速度和冷凝环境 的不同造成多样性。
黑云母 辉石 石英与正长 石总量＜5%
橄榄石 黑云母 角闪石
黑云母 角闪石 基性斜长石
浅————————————————————————深
流纹岩 花岗斑岩
火山玻璃、黑曜岩、浮岩等
粗面岩
安山岩
正长斑岩
闪长玢岩
玄武岩 辉绿岩
少见 少见 少见
花岗岩
正长岩
闪பைடு நூலகம்岩
辉长岩
辉岩 橄榄岩
五 岩浆岩的肉眼鉴定方法
肉眼观察和鉴定岩浆岩，首先应在野外 根据岩石的产状及特征，确定是否属于岩浆 岩。然后观察岩石标本的颜色、矿物成分、 结构、构造等方面的特征，结合岩浆岩分类 表查出岩石的名称。
❖ 岩浆岩的结构特征是划分岩浆岩类型和鉴定 岩浆岩的主要根据之一。
按结晶程度分
❖ 1、全晶质结构：全部由结晶的矿物组成，常 见于深成岩。
❖ 2、玻璃质结构：温度骤然下降到平衡结晶温 度以下形成的，喷出岩特有的结构。
工程资料：造岩矿物中火成岩有哪些成因及分类
岩土工程资料：造岩矿物中火成岩有哪些成
因及分类
岩浆岩又称火成岩，是由岩浆冷凝固结后形成的岩石。
岩浆位于地幔和地壳深处，是以硅酸盐为主和一部分金属硫化物、氧化物、水蒸气及其它挥发性物质（如C02、C0、S02、HC1及H2S 等）组成的高温、高压熔融体。
岩浆主要通过地壳运动，沿地壳薄弱地带上升冷却凝结。
其中侵入到周围岩层（简称围岩）中形成的岩浆岩称为侵入岩。
根据形成深度，侵入岩又可分为深成岩（形成深度大于3km）和浅成岩（形成深度小于3km）。
而岩浆喷出地表形成的岩浆岩则称为喷出岩，包括火山碎屑岩和熔岩（岩浆沿火山通道喷溢地表冷凝固结而形成）。
火成岩的实验原理
火成岩的实验原理火成岩是由地壳深部的岩浆在地壳中冷却凝固形成的岩石。
为了研究火成岩的形成过程和性质，科学家们进行了一系列的实验研究。
火成岩的实验原理主要包括岩浆的形成、岩浆的冷却凝固和岩浆中矿物的结晶过程。
首先，岩浆的形成是火成岩实验的基础。
岩浆是由地幔中的岩石物质在高温高压条件下熔融形成的。
实验中，科学家们通过模拟地壳深部的高温高压环境，使用高温熔炉和高压装置，将不同成分的岩石样品加热至熔融状态，形成岩浆。
岩浆的成分可以通过实验中加入不同比例的岩石样品来调控，以模拟不同类型的火成岩。
其次，岩浆的冷却凝固是火成岩实验的关键步骤。
岩浆在地壳中冷却凝固时，其中的矿物会逐渐结晶并沉淀下来，形成火成岩的基质。
为了模拟这一过程，科学家们将熔融的岩浆样品放置在恒温槽中进行冷却。
通过控制冷却速率和温度梯度，可以模拟不同类型的火成岩的形成过程。
此外，科学家们还可以通过调整岩浆中的成分和添加不同的添加剂来研究火成岩的特殊性质，如颗粒大小、结晶度等。
最后，岩浆中矿物的结晶过程是火成岩实验的重点内容。
在岩浆冷却凝固的过程中，岩浆中的矿物会逐渐结晶并形成晶体。
通过实验观察和分析，科学家们可以研究不同矿物的结晶速度、结晶顺序以及矿物之间的相互作用。
实验中常用的方法包括显微镜观察、X射线衍射分析、电子探针分析等。
这些实验方法可以帮助科学家们确定火成岩中的主要矿物组成和结晶顺序，进而推断岩浆的成因和形成环境。
总之，火成岩的实验原理主要包括岩浆的形成、岩浆的冷却凝固和岩浆中矿物的结晶过程。
通过模拟地壳深部的高温高压环境，科学家们可以制备不同成分的岩浆样品，并通过控制冷却速率和温度梯度来模拟火成岩的形成过程。
通过实验观察和分析，科学家们可以研究火成岩中的矿物组成和结晶顺序，进而推断岩浆的成因和形成环境。
这些实验研究对于理解火成岩的形成机制和性质具有重要意义。
火成岩结构构造课堂笔记
火成岩结构的成因（仅仅从最基本的岩浆结晶实验结果来讨论结构成因）相图对岩浆结晶和结构成因的解释1.相律f=c+2-p2代表温度+压力，当岩浆就位，则为1（压力不变）。
当f=0时就可以确定平衡相数。
由于化学成分和结构上的相似性，一般独立组分c=4，所以最终形成稳定的平衡矿物相不超过5种。
因此，岩浆中各种氧化物的含量差异，决定形成不同岩石的矿物组合。
2.二元共结系上述相律的应用，几个典型的例子：辉石-斜长石，二者同时结晶时，形成辉长结构、也叫共结结构。
如果斜长石先结晶，形成辉绿结构、包含结构、间粒结构。
石英-钾长石形成的文象结构类似于共结机构。
3.二元固溶体系用来解释环带结构。
斜长石环带结构常形成于浅成、火山相岩石，代表快速冷却结晶条件。
类似的有镁橄榄石-铁橄榄石系统（中心富镁，边缘富铁）。
4.OR-AB二元固溶体系大规模岩体、中深成岩相，由于温度下降速度慢，固溶体分离作用比较彻底。
反之则不彻底。
5.二元近结系用来解释反应边结构。
如果温度下降过快，如果ol与Q共存，ol一般都有辉石的反应边，这种现象一般仅见于基性火山岩。
6.过冷度与结晶程度、矿物颗粒大小的关系在一个标本中，大的晶体形成于形成于缓慢的结晶条件或过冷度小成核密度小但生长快速的条件。
似斑状结构虽然晶体大小截然，但属同一阶段结晶形成。
斑状结构是两个阶段的结晶产物。
火成岩的构造块状构造：反映缓慢、静止的结晶作用。
层状构造、带状构造：结晶条件发生周期性变化。
班杂构造：岩浆多次脉冲或同化混染围岩物质。
流线：与岩浆流动方向一致，向岩体中心消失。
流面：与围岩接触面方向一致。
面状组构、线状组构（原生片麻理）：主动侵位挤压应力导致的定向，主要体现在暗色矿物定向。
围岩也因挤压产生相同产状（区别于流线流面）。
气孔构造、杏仁构造：陆相喷发。
流动构造、流纹构造：喷出熔岩不同组分拉长定向。
中基性熔岩中则主要表现为气孔拉长、斑晶定向。
基质中针柱状长石微晶定向（微观）。
火成岩
（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。
(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，
1、钾长石、斜长石
钾长石通常是肉红色的，玻璃光泽，解理面珍珠光泽， 半透明。 斜长石白至灰白色，有些呈微浅蓝或浅绿色，玻璃光 泽，半透明。 当旋转标本，发现长石解理面上出现一半反光，一半 不反光时，此即为卡斯巴双晶；当出现相间反光时即为聚 片双晶。钾长石常具卡斯巴双晶，而斜长石常具聚片双晶。
2、石英
5、辉石
通常为短柱状，岩浆岩中一 般为等粒状，少数为略扁的板状 晶体，横断面一般为八边形。 大多数具绿黑、绿褐、黑褐等色，
6、橄榄石
新鲜的橄榄石是砂糖状晶体， 呈橄榄绿色或黄绿色，一般为油脂 光泽，贝壳状断口，不具解理，
7、方解石
颜色为白色、无色、灰色、红色、 棕色、绿色和黑色，条痕白色到灰色。 主要成分为碳酸钙，透明到半透明，
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)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.
(2)文象结构（Graphic texture)
石英常呈烟灰色，白色、乳白色、 灰白半透明状态，较硬，断面具玻璃 光泽或脂肪光泽。
3、黑云母
新鲜的黑云母呈黑色或黑褐色， 风化后褪色，常呈金黄色，解理极完 全，常呈片状，可见珍珠光泽，硬度 小于小刀。
火成岩主要由什么成分组成
火成岩主要由什么成分组成火成岩或称岩浆岩，是指岩浆冷却后成形的一种岩石。
现在已经发现700多种岩浆岩，大部分是在地壳里面的岩石。
亲爱的小伙伴们，大家知道火成岩主要由什么成分组成的呢?下面小编给大家分享关于火成岩主要成分，我们一起来看一下吧~火成岩主要成分火成岩有600多种，每种都由独特的颗粒形式和矿物组成。
火成岩遍布于我们的日常生活中，晶莹剔透的水晶是一种石英，而石英就是构成火成岩的成分之一。
除此之外，正长石、斜长石、云母、角闪石、辉石和橄榄石都是构成火成岩的成分，其中最为常见的就是云母。
云母是一种六角板状结晶体，有黑、白两种颜色，质地很薄，如果你用大头针轻挑花岗岩中的黑云母，它就会一层层地剥落下来。
火成岩的成因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。
火成岩的结构成岩的结构与构造，基本上是用肉眼在一块手标本上，或者在一米见方的野外露头上就能观察到的岩石特征，可以说是一项“微观”考察吧，要谈的，是在比较大的范围内考察，也可说是一项“宏观”项目吧!这就是火成岩的产状。
火成岩
火成岩火成岩由地幔或地壳的岩石经熔融或部分熔融（partial melting）的物质如岩浆冷却固结形成的。
岩浆可以是由全部为液相的熔融物质组成，称为熔体（melt）；也可以含有挥发分及部分固体物质，如晶体及岩石碎块。
火成岩的分类:岩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.Rittmann 1957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。
σ< 3.3时，为钙碱性岩；σ= 3.3-9.0时，为碱性岩；σ> 9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。
火成岩的形成过程
火成岩的形成过程
火成岩（igneous rock）是地球上最常见的岩石类型之一，它是通过火成作用形成的。
火成作用指的是岩浆从地下深处升至地表或近地表，冷却凝固而形成的过程。
火成岩的形成过程可以分为以下几个步骤：
1. 岩浆生成：岩浆是由地壳或地幔中的岩石物质在高温高压条件下熔融形成的。
岩浆的形成可能是因为地壳的熔点降低或者岩石中的挥发性成分增加。
岩浆主要由氧化物、硅酸盐、氧化硅等组成。
2. 岩浆升华：岩浆在地下的上升过程中，可能会出现脉冲状上升，也可能是通过岩浆管道或岩浆堆积等方式升华到地表或近地表。
岩浆升华的速度可能会很快，也可能会很慢。
3. 岩浆冷却：一旦岩浆升华到地表或近地表，由于环境温度的较低，岩浆开始冷却凝固。
冷却速度的快慢会影响到岩浆中矿物颗粒的尺寸和结构。
4. 结晶作用：当岩浆冷却至一定温度时，其中的矿物质开始结晶。
不同种类的岩浆中存在不同的矿物，因此岩浆的结晶作用会形成不同的矿物组成。
有些矿物会在岩浆中先结晶，而有些矿物则会在晚期结晶。
5. 粒子堆积：随着岩浆中矿物的结晶过程，矿物颗粒逐渐沉淀堆积，形成岩石的基质。
基质的性质受到矿物组成、结晶速度和冷却速度等因素的影响。
总的来说，火成岩的形成过程包括岩浆的生成、升华、冷却、结晶和粒子堆积等几个主要阶段。
火成岩的类型和特点会受到物质组成、冷却速度和结晶顺序等多种因素的影响。
常见的火成岩包括花岗岩、玄武岩、安山岩等。
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②分离熔融：可熔出不同成分的斜长石液相 Remove first melt as forms Melt Xbulk = 0.60 first liquid = g
二、相体系及其对火成岩结构成因的解释
5、二元共结系[透辉石 (CaMgSi2O8)－钙长石 (CaAl2Si2O8) ] （1）相图组成特点：P恒定－常压下（P=105Pa），An熔点＝1553℃，Di熔
一、岩石的粒度与过冷却程度
分析：
2、过冷却程度较大时(△T ＝40～90℃)：成核速率大，出现大量结 晶中心，但生长速率降低，生成较细粒－隐晶质的晶体。代表地壳 浅部、近地表或地壳深部在岩浆房边缘与围岩接触，冷却较快的环 境下结晶的岩石。
一、岩石的粒度与过冷却程度
分析：
3、过冷却程度较强（ △T >90℃）时：成核速率很低，生长速率也 很低，生成过冷却的液体－－玻璃质或半的岩石。
X：含50％晶体的深处岩浆；S：固相线； L：液相线
断线及箭头：表示岩浆由深处响低压的地表上侵方向
原始岩浆成分点x： 在PH2O＝0.5Gpa时， 位于石英结晶区 石 英先结晶成斑晶； 在PH2O＝0.3Gpa时， 位于长石结晶区 早 晶出的石英斑晶不稳 定发生熔融，形成熔 蚀结构。 解释流纹质岩浆由深 部上升至地表，因压 力变化，石英斑晶熔 蚀现象。
②分离熔融：熔融产生的熔体立即与剩余固相分离，而不发生反应，完全分
离熔融不是完全分离结晶的逆过程。熔融作用是分阶段的（详述如图） 。
g
f
注意: 1、平衡熔融与平衡结晶过程恰好相反，最终获得的熔体成分与原 始固相成分一致； 2、不论平衡熔融还是分离熔融，也不论Di 和 An以任何比例混合 组成的固相，其最初形成的熔体必然是共结成分（d点）； 3、分离熔融最初的熔体成分是共结点成分，但当其中的一个固相 消失后，最终熔融产生的熔体成分是相当于Di或An的成分。
它表示了平衡体系中自由度（ f ）、相数（ P ）和独立组分数
（C）之间的关系。
f=C+2-p
相律（The Phase Rule）
f = C + 2 -p f =自由度是指体系中的可变因素，如温度、压力或浓度
的数目，这些因素在一定范围内任意改变，不引起相 的改变。例如：H2O
p
= 相数（phases are mechanically separable constituents）
第六章 火成岩结构成因分析
二、相体系及其对火成岩结构成因的解释
• • • • •
热动力学概述 相平衡和相律 一元系－SiO2体系 二元固溶体系 二元共结系
1、热动力学概述
（1）体系与环境：用热力学方法研究某一课题时，首先要确定研 究的对象和范围，为此，人为地将所研究的某一部分物体同周围 物质分割开来，作为研究的对象，即称为“体系”或“系统”； 而体系以外周围邻近的有限部分物质称为环境。也就是说体系是 以研究为目的而从整体中孤立出来的任何一部分，如岩浆房。体 系可进一步分成封闭体系（体系与环境之间没有物质交换，可有 能量传递）和开放体系（体系与环境之间既有物质交换，又有能 量传递） 。
不稳定的
• 稳定态: 在最低能量状态 下静止 • 亚稳定态: 在低能量状态 下停止
亚稳定的
可能的能量 障碍物
稳定的
2、相平衡和相律
（1）相：是体系中物理性质、化学性质和组成都均匀的部分，
并可用机械方法将其同其它部分分开的任何部分。如一个岩 浆体系中的固相、液相和气相。 （2）相图：是相平衡图解，是表达相律的几何形式，即是以图 解的形式描述体系内组分、相和自由度在不同条件下的共生 关系和变化反应的特点。通常采用 P、 T和浓度来描述体系的 条件，有T-X图、P-X图、P-T图，等等 （3）相律：是表示物理化学系统中各相间平衡关系的基本规律，
（3）斜长石先结晶－辉绿结构、间粒结构的成因
在 1274℃时， P= 3 , f = 2 - 3 + 1 = 0 不变点
– 此时，(P) T 和所有相的成分是固定的 – 必须保持在 1274 ℃ ，直到一个相消失
（4）辉石先结晶－共结点的左侧x点的结晶过 程与右边a点的情况类似 （Left of the eutectic get a similar situation）
点＝1391℃；AE、BE为液相线，分别是 Di和An与液相的单变平衡线（f=1）， 即温度降至该曲线上时， Di或An开始结晶。
AE线 Di+L BE线 An+L E － 共 结 点 ， Di 和 An 在此点共同 结晶，共结温度 为 1270℃ ， 此 时 P=3 ， f=0 ， 为 三 项不变点。
C =独立组分数是指能足以构成平衡体系中各相所需要的
2 最少组分的数目。按照独立组分数目的多少将体系划 分成“一元系”、 “二元系”、 “三元系”等。 = 指影响体系平衡的外界可变因素，如环境的温度、 压力。 （Usually = temperature and pressure for us geologists）
三、矿物的结晶与斑晶熔蚀结构的成因 1、斑晶熔蚀结构的形成
斑状结构岩石中的斑晶常受到熔蚀，如石英斑岩和流 纹岩中的透长石和石英斑晶。原因是：这些矿物的熔点随 静压力降低而降低，地下深处岩浆携带高温的石英、透长 石上升至浅部或喷出地表时，它们就不稳定，被熔化成液 相或部分被熔化形成港湾状和浑圆状。
熔 蚀 结 构
（2）平衡：就是以其最低能量状态同外界条件相一致的体系，也 就是说平衡是研究体系内处于最小能量条件的状态，它没有自发 地发生变化的趋势。 体系内是否稳定，或者说体系内是否平衡，均与体系内的能 量（变化）有关。一个自然体系总是趋于能量最低状态。
能量状态 （ Energy States ）
• 不稳定态: 落下或 滚落
D
ef
f
solidus
注意以下几点： 熔体结晶的温度范围：135℃（1475-1340℃ ） 熔体成分的变化从 b 到 g 固体成分的变化从c 到 h
最终形成的斜长石是i XplAn = 0.60
斜长石的环带结构
②分离结晶（Fractional crystallization）:
特点：结晶出的晶体与残余的
（A）干体系：上升途中已晶出的晶体全部熔融；上升快时出现残余的熔蚀晶体 －－熔蚀结构
（B）水不饱和体系：上升时一度全熔，不见晶体，但在上升至地表时，又结晶 出新的晶体；
（C）水过饱和体系：上升途中，晶体不断晶出，未到地表之前已全部结晶，固 结成岩。
不同体系岩浆结晶过程（D W Hyndman，1985）
岩浆发生分离，任一温度时， 由于晶体的移出，使结晶矿物
的成分等于熔体成分。理论上
讲，最后一滴熔体成分应为 1118℃点，即结晶出Ab。但实 际上自然界当中是不存在这样 情况的，最终结晶结束的点接 近1118℃点。主要是因为所结 晶出的斜长石不能理想化的立
刻与熔浆分离，会存在一定的
反应关系后再分离。
4、水压对相图的影响
B A
E
透辉石－钙长石二元共结系相图
等压（P=105pa ）T-X 相图 （After Bowen , 1915）
（2）共结点结晶－ －辉长结构的成因
辉 长 结 构
x
透辉石－钙长石二元共结系相图
（3）斜长石先结晶－辉绿结 构、间粒结构的成因
辉绿结构 间粒结构
（3）斜长石先结晶－辉绿结构、间粒结构的成因
x
注意: 在任何二元共结系统中，最终结晶的熔体都是共 结成分。
x
两种结晶情况的岩石结构特点
（5）压力对Di-An体系的影响：
a
a点：在不同 压力下，首先 结晶的矿物不 同－－解释辉 长岩中斜长石 和辉石谁先结 晶的问题，在 地壳浅部或地 表形成辉绿结 构。
b
c
（6）熔融作用：岩石在升温遭受熔融时，分为： ①平衡熔融：熔融产生的熔体与剩余晶体发生连续的反应，是平衡结晶的逆 过程（详述如图）
③水压变化对 相图的影响
4、水压对相图的影响
③水压变化对 相图的影响 －－斜长石反 环带结构和韵 律环带结构的 成因
水压变化时斜长石环带的形成
③水压变化对 相图的影响 －－斜长石反 环带结构和韵 律环带结构的 成因
（3）熔融过程
①平衡熔融过程：平衡部分熔融的情况是平衡结晶过
程的反过程
升温最初的熔体成分 是g (在 An20 and 1340oC) 继续升温：熔体和斜长 石的成分连续变化 最终熔融的斜长石的成 分是 c (An87) at 1475oC， 而熔体成分是b
液相
4、二元固溶体体系（An－Ab）
Plagioclase (Ab-An, NaAlSi3O8 - CaAl2Si2O8)
斜长石环带结构－－成因解释
（1）相图组成特点
常压下（P=105Pa），An熔 点 ＝ 1553℃ ， Ab 熔 点 ＝ 1118℃，二者以任意比例混 合组成中间成分的斜长石。 液相线是熔浆开始结晶或固 相全熔的曲线，固相线是固 相开始熔融或熔浆全部结晶 的曲线。曲线上的 f=1 ，为 单变平衡线。二曲线之间是 固相与液相平衡共存的区域。
第七章 火成岩结构成因分析
一、岩石的粒度与过冷却程度
岩浆在冷却到所含矿物的结晶温度时并不结晶，而是在 过冷却的条件下，即是在低于其结晶温度的条件下结晶的。
过冷却温度：△T =TA - TB
TA －液相转变为固相的理论温度 TB－晶体析出时岩浆所处的实际温度
岩石粒度的粗细，主要与岩浆的过冷却程度、晶体生长
熔体
斜长石
（2）成分a的结晶过程
平衡结晶和分离结晶 ①平衡结晶过程
b点：熔体开始结晶斜长石 An = 0.87 (point c) f= 1 此时，相数p=2 c=2 温度-1
d点： 在 1450℃, 熔体 d 和 斜长石 f 平衡共存熔体和固 体的比例按杠杆原理确定。 g点：在 1340℃, 熔体 g 全 部结晶，最后形成的固体为 h，其成分与原始液相a一致