地球岩石及其形成作用（7）
胡经国
第六节岩浆岩分类
一、岩浆岩分类依据
㈠、SiO2含量及矿物成分
㈡、岩石结构构造及岩体产状
㈢、矿物组合规律
㈣、指示矿物
例如，石英为酸性岩的指示矿物；橄榄石为超基性岩的指示矿物。
从超基性岩到酸性岩，暗色矿物逐渐减少，而浅色矿物则逐渐增多，因此岩石颜色逐渐由深变浅，而岩石比重则逐渐由大变小。
学习岩石知识必须牢固掌握岩浆岩分类的基本规律。在此基础上，只要能辨别出岩石的主要特征（特别是矿物成分、结构和构造），即可在分类表中查出岩石的名称。
二最主要的火成岩
㈠、超基性岩类（橄榄岩金伯利岩类）
本类岩石分布很少。SiO2含量很低，几乎全部由铁镁矿物组成，如橄榄石和辉石，基本上无长石，石英更不可能出现。岩石颜色较深，比重较大（3.2～3.2）。多为小型侵入体或岩筒（柱状岩体）。
1、橄榄岩
⑴、橄榄岩特征
橄榄岩主要由橄榄石和辉石组成；多为中、粗粒结构，部分辉石呈较大斑晶出现；新鲜岩石颜色近于黑绿色或黑色，但是在地表条件下橄榄石极易风化变成蛇纹石，使颜色变浅。
⑵、纯橄榄岩和辉岩
若橄榄岩矿物成分以橄榄石为主，则称为纯橄榄岩；呈黄绿色。若橄榄岩矿物成分以辉石为主，则称为辉岩；呈黑色。
2、苦橄玢岩
苦橄玢岩矿物成分以辉石和橄榄石为主，或含少量富钙斜长石；细粒或斑状结构。
3、金伯利岩
金伯利岩具有斑状结构，斑晶为橄榄石、金云母、石榴子石等，蛇纹石化显著，偶见辉石；基质为细粒或隐晶质。其岩体常以岩筒（岩颈）、岩脉等产状产出。金刚石常存在于金伯利岩中。中国已在辽宁、山东等省发现多处金伯利岩。
㈡、基性岩类（辉长岩－玄武岩类）
本类岩石在大陆分布广泛，特别是属于喷出岩的玄武岩，相当于其他各类喷出岩总量的5倍以上；在海洋底部几乎全部为玄武岩（上覆海洋沉积物）。主要矿物为富钙斜长石和辉石，次要矿物为橄榄石和角闪石等，有时含有一定量的磁铁矿，一般具有较强的剩余磁性。岩石颜色较深，比重较大（2.94）。
1、辉长岩
辉长岩为基性深成岩。主要矿物成分为富钙斜长石（呈灰白或暗灰色，板状、粒状）和辉石，还含有少量橄榄石和角闪石。岩石颜色为黑色或黑灰色；具有中、粗粒等粒结构，块状构造；常以小规模深成岩体产出。
2、辉绿岩
辉绿岩为基性浅成岩。近于黑色或黑灰、灰绿色；一般具有细粒到中粒结构，有时有较大的斜长石斑晶，呈柱状或板状；矿物成分与辉长岩相当；多呈岩床、岩墙产出。
3、玄武岩
⑴、玄武岩特征
玄武岩是典型的喷出岩，分布最广，是地球洋壳和月球月海最主要的组成物质，也是地球陆壳和月球月陆的重要组成物质。玄武岩一词，引自日文。多呈黑色和黑灰等色，风化面呈黄褐色或灰绿色；细粒或隐晶质结构，或具斑状结构，并且常具有气孔、杏仁等构造；矿物成分同辉长岩。
⑵、玄武岩分类
按SiO2饱和程度和碱性（Na2O+K2O）强弱，玄武岩可分为以下两大类：
①、拉斑玄武岩类
拉斑玄武岩，又叫做亚碱性玄武岩，SiO2过饱和或饱和，不含橄榄石和霞石。
②、碱性玄武岩类
碱性玄武岩中SiO2不饱和，富碱，含橄榄石和霞石等。
⑶、玄武岩分布
目前在大洋中脊，每年都涌出大量玄武岩，属于拉斑玄武岩类，K2O等含量较低，CaO含量较高，又叫做深海拉斑玄武岩。
在洋盆内群岛、岛弧及活动大陆边缘，也有大量玄武岩发育和分布。
发育于大陆内部的玄武岩，表现为裂隙式喷发和中心式喷发两种喷发形式。
⑷、陆内玄武岩喷发形式
①、裂隙式喷发
往往形成大面积的溢流玄武岩，如分布于中国西南部的峨眉山玄武岩，其面积约为26万平方公里，厚度达600～1500米；形成于晚二叠世，属于拉斑玄武岩类。
②、中心式喷发
形成玄武岩火山锥及其邻近的熔岩流和火山碎屑岩。在中国东部，北起黑龙江，南至海南岛，有数百座火山锥及相邻熔岩流分布；喷出于新生代；以碱性玄武岩为主，兼有拉斑玄武岩。
⑸、玄武岩成因与玄武岩浆起源
玄武岩由玄武岩浆结晶而成。根据夏威夷和堪察加火山活动观察，玄武岩浆来自地下60～90公里深处，并且常夹带有深源俘虏体，表明玄武岩浆起源于上地幔。
⑹、月球玄武岩
玄武岩也是构成月球的主要岩石，称为月球玄武岩。细粒、多孔；主要由辉石、斜长石和钛铁矿等组成，一般以贫硅、富钛铁为特点。月球玄武岩是月球上最年轻的岩石，同位素年龄为距今33～37亿年；但是，却几乎相当于地球上最古老的岩石。
㈢、中性岩类
中性岩类与基性岩类相比，浅色矿物逐渐增多。按其中长石成分等特征，可进一步分为闪长岩－安山岩类和正长岩－粗面岩类。
1、闪长岩－安山岩类
该类岩石分布也比较广泛，与基性岩有一个共同的特点，即其喷出岩总量远超过与其成分相当的深成岩。SiO2含量中等；矿物成分以中性斜长石和角闪石为主，次要矿物有辉石、黑云母等，有时可见少量石英，暗色矿物含量为30%左右；岩石颜色比基性岩稍浅；比重约为2.8。
⑴、闪长岩
闪长岩为中性深成岩。其主要矿物成分为中性斜长石和普通角闪石；大多具有中粒结构，块状构造；基本上不含石英，若石英含量为6～10%则称为石英闪长岩；一般呈灰色、灰绿色；闪长岩为独立岩体者多呈岩株、岩床或岩墙产出，但是大部分与花岗岩或辉长岩呈过渡关系。
⑵、闪长玢岩
闪长玢岩为中性浅成岩。具有明显斑状结构，基质为细粒或隐晶结构，斑晶为中性斜长石和普通角闪石，偶见黑云母；颜色多呈灰色、灰绿色；常以岩株、岩墙产出，或为闪长岩的边缘相。
⑶、安山岩及其成因
安山岩是中性喷出岩的代表岩石。其分布之广仅次于玄武岩，主要分布于环太平洋活动大陆边缘及岛弧地带。安山岩一词来源于南美洲西部的安第斯山的名称。具有斑状结构，斑晶以中性斜长石和普通角闪石为主，或偶见黑云母及辉石；基质多为隐晶结构。有时斑晶呈定向排列，具有明显的流线构造，或具有气孔、杏仁构造。新鲜岩石多呈灰、灰绿、紫红等色。深色安山岩与玄武岩不易用肉眼区分；若斑晶中多角闪石或见有黑云母，即可定为安山岩。安山岩常以块状熔岩流等产出。
关于安山岩的成因，有分异说（玄武岩浆分异的产物）和同化说（玄武岩浆与花岗岩质大陆壳同化的结果）等。但是，板块构造说认为，当大洋板块俯冲于大陆板块之下时，洋壳及其上覆沉积物受高温、高压影响，经部分熔融可形成安山岩浆；或认为，大洋沉积物中的水，及水化大洋壳中的水，当大洋壳俯冲到一定深度时，水分脱出，使地幔富水，富水地幔部分熔融也能形成安山岩浆。实验资料证明，当压力为1～1.5×109Pa时，富水橄榄岩部分熔融即可形成安山质熔体。这种安山岩成因观点现已被多数人所接受。
2、正长岩－粗面岩类（半碱性岩类）
该类岩石分布较少。SiO2含量为55～65%。浅色矿物主要为钾长石（60～65%）、富钠斜长石（10～15%）；暗色矿物主要是普通角闪石和黑云母（共占20%以下）；基本上不含石英。比重2.7左右。这类岩石是介于酸性和中性之间的过渡类型，也是中性到碱性之间的过渡类型，因此又称为半碱性岩类。
⑴、正长岩
正长岩属于中性或半碱性深成岩类。主要矿物为钾长石及角闪石、黑云母等；颜色浅淡，一般呈肉红色、灰黄色或灰白色；中粒结构，类似花岗岩类，但是不见石英颗粒或微含一点；常以小型岩体产出，有时见于大型岩体的边缘部分。
⑵、正长斑岩
正长斑岩相当于正长岩的浅成岩相，部分为喷出岩相。斑状结构，斑晶为肉红色或淡黄色正长石为主，或有角闪石斑晶；基质致密，多由正长石微晶组成。岩石颜色多呈淡红、灰白等色。常以岩脉等产出。
⑶、粗面岩
粗面岩为成分与正长岩相当的喷出岩相。一般呈灰白或粉红色。具有斑状结构，斑晶以正长石为主，基质细粒、致密、多孔，断口粗糙不平，因此而得名。分布不广，多为粗短熔岩流。
㈣、酸性岩类（花岗岩－流纹岩类）
该类岩石无论从体积或面积讲，在岩浆岩中均居首位。其中，分布最广的是花岗岩类（中、基性岩类与此相反，喷出岩分布最广）。SiO2含量高，呈过饱和状态，因此含有大量石英。在矿物组成上，浅色矿物石英、钾长石、富钠斜长石等占绝对优势（90%左右）；暗色矿物以黑云母为主，其次为角闪石（大约共占10%左右）。因此，岩石颜色浅淡；比重也略小（2.6～2.7）。由于酸性熔浆粘度较大，温度也较低，冷凝迅速，因而在其喷出岩中常见玻璃质。
1、花岗岩
⑴、花岗岩基本特征
花岗岩是分布最广的深成岩类。其分布面积占所有侵入岩分布面积的80%以上。主要由钾长石、富钠斜长石、石英组成，并含少量黑云母或角闪石。通常钾长石多于斜长石，石英含量可达20%以上。若钾长石和斜长石的含量约略相等，则称为石英二长岩。若斜长石多于钾长石，而且暗色矿物增多，则称为花岗闪长岩。
钾长石主要为正长石，多呈半自形板状、柱状，呈肉红或淡黄色。斜长石主要为富钠的酸性斜长石，自形程度比正长石好；呈白、灰白等色；在岩石的断口上可见长石平坦的解理面。石英为不规则他形颗粒，断口不平坦，呈烟灰色，油脂或玻璃光泽。暗色矿物自形程度较高。其中，黑云母呈小六角片状或鳞片状，光泽强，硬度小；普通角闪石多呈柱状，光泽弱，硬度较大。
⑵、花岗岩按结构或矿物成分分类
该类岩石多呈肉红色、灰白色，略具黑色斑点。其所具有的典型的半自形等粒结构，称为花岗结构。按晶粒大小，又可分为粗粒、中粒和细粒花岗岩。有的具有似斑状结构，斑晶主要为钾长石，其直径可达1cm以上，称为斑状花岗岩。根据暗色矿物种类，又可分为黑云母花岗岩、角闪花岗岩等。
⑶、花岗岩成因类型
花岗岩具有多种成因。其基本成因类型是侵入花岗岩和花岗岩化花岗岩。
①、侵入花岗岩
侵入花岗岩是指由岩浆侵入作用而形成的花岗岩。其岩浆来源一般认为有两种途径：结晶分异和部分熔融。
A、结晶分异理论
结晶分异理论认为，玄武岩质岩浆通过结晶分异可以形成花岗岩质岩浆。实验证明，由玄武质岩浆可以得到花岗质岩浆，但是数量只有5%。这表明，由玄武岩浆分异而形成岗岩是存在的，但是数量极少。
B、部分熔融理论
1958年，美国岩石学家O.F.塔特尔曾经做实验证明，在一定条件下，如在地表以下20km深处，温度达到630℃，水分压力达到4×108Pa，固态陆壳物质即开始部分熔融，形成花岗质岩浆。
1957年，澳大利亚B.W.查普尔等将花岗岩类分为I型和S型。I型花岗岩由未经风化的岩浆岩部分熔融而形成，通常是准铝质的；而S型花岗岩则由沉积岩部分熔融而形成，通常是过铝质的。
中国岩石学家徐克勤等（1984）根据花岗岩的起源物质，将花岗岩划分为幔源型、同熔型和陆壳改造型三种成因类型。吴利仁（1958）将花岗岩（和相应火山岩）划分为幔源型（M型）、幔壳（陆壳）混合型（MC型）和陆壳型（C型）。
②、花岗岩化花岗岩
花岗岩化花岗岩是指非岩浆成因的交代花岗岩。这种花岗岩分布很广，在前寒武纪地盾区和不同时代的褶皱带中均有分布。这种成因的花岗岩将在变质岩部分谈到。
2、花岗斑岩
花岗斑岩相当于酸性浅成岩类。具有斑状结构，斑晶为钾长石、富钠斜长石、石英等，基质较细；斑晶所占面积往往大于基质面积。多分布于花岗岩体的边缘部分，有时呈独立岩体产出。
3、流纹岩类
流纹岩类是典型的酸性喷出岩类。其成分与花岗岩相当。其颜色常呈灰白色、粉红色、浅紫色等。具有斑状结构，斑晶为钾长石、石英等，基质为隐晶质或部分玻璃质；有时具有隐晶无斑结构；常具流纹构造。若是相当于花岗闪长岩的喷出岩，斑晶以斜长石和石英为主，则称为英安岩。
㈤、脉岩类
在岩体边缘或围岩裂隙中，常见与深成岩有一定成分和成因联系的岩脉、岩墙，其构成岩石通常称为脉岩类，大体相当于浅成岩类。它包括伟晶岩、细晶岩、煌斑岩。
1、伟晶岩
伟晶岩是具有伟晶结构的浅色脉岩。其中，分布最广、经济意义最大（含有稀有元素）的是伟晶花岗岩。其主要矿物成分与花岗岩相似，不同的是暗色矿物含量较少（有时出现黑云母）。矿物颗粒非常粗大，粒径可以从数厘米到数米。有时具有石英和长石穿插的结构，称为文像结构。伟晶岩多以脉体或透镜体产于母岩及其围岩之中，并且常常富集成为长石、石英、云母、宝石及各种稀有元素矿床。
2、细晶岩
细晶岩是具有细粒结构的浅色脉岩。其中分布最广的是花岗细晶岩。主要矿物成分是石英和钾长石，不含或少含暗色矿物；具有他形细粒等粒结构；岩石颜色浅淡；多在花岗岩体边缘部分呈岩脉产出。
3、煌斑岩
煌斑岩是深色脉岩的总称。它主要由暗色矿物黑云母、角闪石、辉石等组成，间或含有长石；通常为粒状结构；岩石颜色较深，呈黑色或黑褐色。根据矿物成分，可分为云煌岩（以黑云母为主）、闪辉煌斑岩（以角闪石、辉石为主）等。
㈥、火山玻璃岩类
火山玻璃岩类是指由于火山喷发出来的熔岩迅速冷却来不及结晶而形成的一种玻璃质结构岩石。由于酸性熔浆粘度大、温度低，因而在迅速冷却条件下更容易形成玻璃质，因而火山玻璃岩以酸性为主。
1、黑曜岩
黑曜岩是一种酸性火山玻璃岩。呈黑色或红黑色；具有光滑的及标准的贝壳状断口；边缘微透明。
2、浮岩
浮岩是一种多气孔的玻璃质岩石。状似炉渣，颜色浅淡，多呈白色、灰白色；质轻（比重0.3～0.4）可浮于水中。典型的浮岩多产于酸性熔岩的上部或火山碎屑之中。
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