基本介紹
- 中文名：岩漿岩
- 外文名：igneous rock
- 別稱：火成岩
- 類型：安山岩、苦橄岩等
- 岩漿作用：噴出作用和侵入作用
- 結構分類：全晶質，半晶質，玻璃質
- 化學成分：SiO2、Al2O3、Fe2O3等
釋義,形成特徵,黏度,構造特徵,岩石分類,超基性岩類,基性岩類,中性岩類,酸性岩類,岩石成分,化學成分,礦物成分,結構分類,顆粒大小,相互關係,組成分類,常見岩石,花崗岩,橄欖岩,玄武岩,安山岩,流紋岩,
釋義
岩漿岩(magmatic rock) 亦稱“火成岩”。岩漿侵入地殼或噴出地表後冷凝而成的岩石。是組成地殼的主要岩石。分侵入岩和噴出岩兩種。前者由於在地下深處冷凝，故結晶好，礦物成分一般肉眼即可辨認，常為塊狀構造，按其侵入部位深度的不同，分深成岩和淺成岩；後者為岩漿突然噴出地表，在溫度、壓力突變的條件下形成，礦物不易結晶，常具隱晶質或玻璃質結構，一般礦物肉眼較難辨認,常見的岩漿岩有花崗岩、花崗斑石、流紋岩、正長石、閃長石、安山石、輝長岩和玄武岩等。
形成特徵
岩漿岩主要有侵入和噴出兩種產出情況。侵入在地殼一定深度上的岩漿經緩慢冷卻而形成的岩石，稱為侵入岩。侵入岩固結成岩需要的時間很長。地質學家們曾做過估算，一個2000米厚的花崗岩體完全結晶大約需要64000年；岩漿噴出或者溢流到地表，冷凝形成的岩石稱為噴出岩。噴出岩由於岩漿溫度急劇降低，固結成岩時間相對較短。1米厚的玄武岩全部結晶，需要12天，10米厚需要3年，700米厚需要9000年。可見，侵入岩固結所需要的時間比噴出岩要長得多。
黏度
黏度也是岩漿很重要的性質之一，它代表著岩漿流動的狀態和程度。岩漿中二氧化矽的含量對黏度影響最大，其次是氧化鋁，三氧化二鉻，它們的含量增高，岩漿黏度會明顯增大。酸性岩中二氧化矽，氧化鋁的含量很高，因此，黏度也最大；溶解在岩漿中的揮發份可以降低岩漿的黏度、降低礦物的熔點，使岩漿容易流動，結晶時間延長；此外，岩漿的溫度高，黏度相應變小；岩漿承受的壓力加大，岩漿的黏度也增大。
構造特徵
岩漿岩中有一些自己特有的結構和構造特徵，比如噴出岩是在溫度、壓力驟然降低的條件下形成的，造成溶解在岩漿中的揮發份以氣體形式大量逸出，形成氣孔狀構造。當氣孔十分繁多時，岩石會變得很輕，甚至可以漂在水面，形成浮岩。如果這些氣孔形成的空洞被後來的物質充填，就形成了杏仁狀構造。岩漿噴出到地表，熔岩在流動的過程中其表面常留下流動的痕跡，有時好像幾股繩子擰在一起，岩石學家稱之為流紋構造、繩狀構造。如果岩漿在水下噴發，熔岩在水的作用下會形成很多橢球體，稱之為枕狀構造。可見，這些特殊的構造只存在於岩漿岩中。
岩漿岩不論侵入到地下，還是噴出到地表，它們和周圍的岩石之間都有明顯的界限。如果岩漿沿著層理或片理等空隙侵入，常形成類似岩盆、岩床、岩蓋等形狀的侵入體，它們和圍岩的接觸面基本上和層理、片理平行，在地質學上稱為整合侵入；如果岩漿不是沿著層理或片理侵入，而是穿過圍岩層理或片理的斷裂、裂隙貫入，這種情況形成的侵入體被稱為不整合侵入體。人們通常所說的岩牆，就是穿過岩層近乎直立的板狀侵入體，厚度一般為幾十厘米到幾十米，長度可以從幾十米到數十公里，甚至數百公里。
由於岩漿岩和圍岩有很密切的接觸關係，因此，圍岩的碎塊常被帶到岩漿中，成為岩漿的捕虜體。但是生物化石和生物活動遺蹟在岩漿岩中是不存在的。
在岩漿從上地幔或地殼深處沿著一定的通道上升到地殼形成侵入岩或噴出到地表形成噴出岩的過程中，由於溫度、壓力等物理化學條件的改變，岩漿的性質、化學成分、礦物成分也隨之不斷地變化，因此，在自然界中形成的岩漿岩是多種多樣、千變萬化的，如基性岩、中性岩、酸性岩，還有鹼性岩、碳酸鹽岩等岩類，也充分說明了岩漿成分的複雜多樣性。
岩石分類
在劃分岩漿岩類型時，岩石化學成分中的酸度和鹼度是主要考慮因素之一。岩石的酸度，是指岩石中含有SiO2 的重量百分數。通常，SiO2含量高時，酸度也高；SiO2含量低時，酸度也低。而岩石酸度低時，說明它的基性程度比較高。
SiO2是岩漿岩中最主要的一種氧化物，因此，它的含量有規律的變化是岩漿岩分類的主要基礎。根據酸度，也就是SiO2含量，可以把岩漿岩分成四個大類：超基性岩（SiO2 <45%）、基性岩（SiO2 45-52%）、中性岩（SiO2 52-66%）和酸性岩（SiO2 >66%）。
岩石的鹼度即指岩石中鹼的飽和程度，岩石的鹼度與鹼含量多少有一定關係。通常把Na2O+K2O的重量百分比之和，稱為全鹼含量。Na2O+K2O含量越高，岩石的鹼度越大。 A.Rittmann 1957年考慮SiO2和Na2O+K2O之間的關係，提出了確定岩石鹼度比較常用的組合指數（σ）。σ值越大，岩石的鹼性程度越強。每一大類岩石都可以根據鹼度大小劃分出鈣鹼性、鹼性和過鹼性岩三種類型。σ< 3.3時，為鈣鹼性岩；σ= 3.3-9.0時，為鹼性岩；σ> 9時，為過鹼性岩。
除了岩石化學成分之外，礦物成分也是岩漿岩分類的依據之一。在岩漿岩中常見的一些礦物，它們的成分和含量由於岩石類型不同而隨之發生有規律的變化。如石英、長石呈白色或肉色，被稱為淺色礦物；橄欖石、輝石、角閃石和雲母呈暗綠色、暗褐色，被稱為暗色礦物。通常，超基性岩中沒有石英，長石也很少，主要由暗色礦物組成；而酸性岩中暗色礦物很少，主要由淺色礦物組成；基性岩和中性岩的礦物組成位於兩者之間，淺色礦物和暗色礦物各占有一定的比例。
根據產狀，也就是根據岩石侵入到地下還是噴出到地表，岩漿岩又可以分為侵入岩和噴出岩。侵入岩根據形成深度的不同，又細分為深成岩和淺成岩。每個大類的侵入岩和噴出岩在化學成分上是一致的，但是由於形成環境不同，它們的結構和構造有明顯的差別。深成岩位於地下深處，岩漿冷凝速度慢，岩石多為全晶質、礦物結晶顆粒也比較大，常常形成大的斑晶；淺成岩靠近地表，常具細粒結構和斑狀結構；而噴出岩由於冷凝速度快，礦物來不及結晶，常形成隱晶質和玻璃質的岩石。
根據上述原則，首先把岩漿岩按酸度分成四大類，然後再按鹼度把每大類岩石分出幾個岩類，它們就是構成岩漿岩大家族的主要成員。比如超基性岩大類：鈣鹼性系列的岩石是橄欖岩-苦橄岩類；偏鹼性的岩石是含金剛石的金伯利岩；過鹼性岩石為霓霞岩-霞石岩類和碳酸岩類。基性岩大類：鈣鹼性系列的岩石是輝長岩-玄武岩類；相應的鹼性岩類是鹼性輝長岩和鹼性玄武岩。中性岩大類：鈣鹼性系列為閃長岩-安山岩類；鹼性系列為正長岩-粗面岩類；過鹼性岩石為霞石正長岩-響岩類。酸性岩類：主要為鈣鹼性系列的花崗岩-流紋岩類。
超基性岩類
在四大岩類中，超基性岩類在地表分布很少，是四大岩類中最小的一個分支，僅占岩漿岩總面積的0.4%。超基性岩體的規模也不大，常形成外觀象透鏡狀、扁豆狀的岩體，它們好像一串大小不同的珠子一樣沿著一定方向延伸，斷斷續續排列，有時可以追索上千公里。
超基性岩顏色比較深，大部分都是黑灰色、墨綠色，比重也很大，一般都在3.0以上，因此很堅硬，常具緻密塊狀構造。它的化學成分特徵是酸度最低，SiO2含量小於 45%；鹼度也很低，一般情況下 K2O+Na2O不足1%；但鐵、鎂含量高，通常FeO+Fe2O3在 8-16%之間, MgO 含量範圍較寬，在12-46%之間。
超基性岩基本上由暗色礦物組成，主要是橄欖石、輝石，二者含量可以超過70%。其次為角閃石和黑雲母；不含石英，長石也很少。
這類岩石最常見侵入岩是橄欖岩類，噴出岩是苦橄岩類。
基性岩類
基性岩類岩石顏色比超基性岩淺，比重也稍小，一般在3左右。侵入岩很緻密，噴出岩常具有氣孔狀和杏仁狀構造。其化學成分的特徵是SiO2為45-52%，Al2O3可達15%，CaO可達10%；而鐵鎂含量約各占6%左右。在礦物成分上，鐵鎂礦物約占40%，而且以輝石為主，其次是橄欖石、角閃石和黑雲母。基性岩和超基性岩的另一個區別是出現了大量斜長石。
這類岩石的侵入岩是輝長岩，分布較少；而噴出岩-玄武岩，卻有大面積分布。雖然玄武岩構成的火山和台地在陸地上比較多見，但是和海洋底部玄武岩的分布情況相比，就遜色得多，因為海洋底部幾乎全部由玄武岩形成。
輝長岩的成分和玄武岩很相近，但是結構上差別較大。輝長岩因為在地下深處，斜長石和輝石同時結晶，因此，礦物顆粒形態發育比較完整，大小也差不多。玄武岩一般由斑晶礦物和基質兩部分組成，斑晶主要是斜長石、輝石、橄欖石，基質就是岩漿噴發時沒有來得及結晶的玻璃質或者是只有在顯微鏡下才能看出的隱晶質。
中性岩類
中性岩類岩石顏色較淺，多呈淺灰色，比重比基性岩要小。化學成分特徵是SiO2為52-65%，鐵、鎂、鈣比基性岩低，Al2O3 16-17%，比基性岩略高，而Na2O+K2O可達5%，比基性岩明顯增多。
就象這個岩類的名稱一樣，它是在基性岩和酸性岩中間的過渡類型。侵入岩是閃長岩，相應的噴出岩是安山岩。閃長岩既可以向基性岩輝長岩過渡，也可以向酸性岩花崗岩過渡。同樣，噴出岩之間也關係密切，安山岩和玄武岩、流紋岩也常常共生在一起。
酸性岩類
酸性岩類中以人們熟悉的花崗岩類出露最多，是在大陸殼中分布最廣的一類深成岩，常形成巨大的岩體。噴出岩是流紋岩和英安岩。這類岩石的SiO2含量最高，一般超過66%，K2O+Na2O平均在6-8%之間，鐵、鈣含量不高。
礦物成分的特點是淺色礦物大量出現，主要是石英、鹼性長石和酸性斜長石。暗色礦物含量很少，大約只占10%。
岩石成分
化學成分
主要造岩元素包括：O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、K、Na、Ti等，還有少量的P、H、N、C、Mn等。 主要化合物由SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O等九種氧化物組成。
二氧化矽是最重要的一種氧化物，它是反映岩漿性質和直接影響礦物成分變化的主要因素。
隨著二氧化矽含量的增加，FeO和Mg逐漸減少；而氧化鈉、氧化鉀則漸趨增加。 CaO、 氧化鋁在純橄欖岩中含量很低，但在輝長岩中則隨二氧化矽含量的增加而增加，尤其是後者更為顯著，而後隨著SiO2含量的增加又逐漸降低。
礦物成分
1、主要礦物、次要礦物、副礦物。主要礦物指在岩石中含量多，並在確定岩石大類名稱上起主要作用的礦物。次要礦物指在岩石中含量少於主要礦物的礦物。副礦物指在岩石中含量很少，在一般岩石分類命名中不起作用的礦物。
2、矽鋁礦物和鐵鎂礦物。 矽鋁礦物也稱為淺色礦物，指SiO2和Al2O3的含量較高，不含鐵鎂的礦物。如石英、長石等。鐵鎂礦物也稱暗色礦物，指FeO與MgO含量較高，SiO2含量較低的礦物。如橄欖石、輝石、角閃石及黑雲母等礦物。
3、岩漿岩礦物的成因類型。 按礦物成因可分為原生礦物、他生礦物及次生礦物。 原生礦物是指在岩漿結晶過程中形成的礦物。 他生礦物是指由岩漿同化圍岩和俘虜體使其成分改變而形成的礦物。次生礦物是指在岩漿形成後，由於受到風化作用和岩漿期後熱液蝕變作用，原來的礦物發生變化而形成的新礦物。
結構分類
岩石結構：是指岩石的組成部分的結晶程度、顆粒大小、自形程度及其相互間的關係。
結晶程度 是指岩石中結晶物質和非結晶玻璃質的含量比例。岩漿岩的結構分為三大類：
A、全晶質結構：岩石全部由結晶礦物組成。
B、半晶質結構：岩石由結晶物質和玻璃質兩部分組成。
C、玻璃質結構：岩石全部由玻璃質組成。
顆粒大小
是指岩石中礦物顆粒的絕對大小和相對大小。
A、顯晶質結構按顆粒的絕對大小分為：偉晶(顆粒直徑>1cm)， 粗晶結構(顆粒直徑5mm-1cm)，中晶結構(顆粒直徑2-5mm)，細晶結構(顆粒直徑2-0.2mm)，微粒結構(顆粒直徑<0.2mm)。
B、顯晶質結構按顆粒的相對大小分為：等粒結構是指岩石中同種主要礦物顆粒大小大致相等。不等粒結構是指岩石中同種主要礦物顆粒大小不等。斑狀結構，岩石中礦物顆粒分為大小截然不同的兩群，大的為斑晶，小的及未結晶的玻璃質的為基質。 似斑狀結構外貌類似於斑狀結構，只是基質為顯晶質的。
3、礦物的自形程度 指礦物晶體發育的完整程度。根據全晶質岩石中的礦物的自形程度可以分為三種結構：
自形結構、它形結構整、半自形結構。
相互關係
根據礦物顆粒間的相互關係可分為：
文象結構：岩石中鉀長石和石英呈有規則的交生，石英具獨特的稜角形或楔形有規律地鑲嵌在鉀長石中，形似希伯萊文字，稱為文象結構。
組成分類
岩漿岩根據二氧化矽的含量，分成超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩。
超基性岩：二氧化矽的含量小於45%，如橄欖岩，輝石岩，苦欖岩等。
基性岩：二氧化矽的含量大於45%，小於52%，如玄武岩，輝長岩等。
中性岩：二氧化矽的含量大於52%，小於65%，如閃長岩，安山岩等。
酸性岩：二氧化矽的含量大於65%，如花崗岩，流紋岩等。
