火化岩

一般指岩漿在地下或噴出地表冷凝形成的岩石。 又稱岩漿岩。 是組成地殼的主要岩石。 形成於不同的地質構造背景下，與許多金屬和非金屬礦產有密切的成因聯繫。 因此，對火成岩的研究在地質學中占有重要的位置。

基本介紹

• 中文名：火化岩
• 定義：岩漿在地下或噴出地表冷凝成岩石
•  又稱：岩漿岩
• 屬性： 是組成地殼的主要岩石

簡介

igneous rocks一詞，原意是指由地下深處的熾熱的岩漿（熔融或部分熔融物質）在地下或在地表冷凝而形成的岩石。不少人認為火成岩與岩漿岩（magmatic rocks）是同義詞，把這兩個術語並用。但有一部分火成岩，特別是部分花崗岩，並不是岩漿冷凝產物，而是在較高溫度下，由其他岩石在固態下，經過交代、改造、轉變而成。因此，火成岩的含意，應理解為具有一般火成岩特徵的（包括產狀、結構、構造和礦物共生組合）在高溫或較高溫條件下形成的岩石。1972年在加拿大蒙特婁召開的國際地質聯合會岩石學分類委員會火成岩分類分會決定採用火成岩一詞。

化學成分

在火成岩的組分中占 99%以上的只有9種元素即氧、矽、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂和鈦，其中後8種元素與氧組成的氧化物含量占火成岩總重量的 99%左右，特別是二氧化矽的含量最高，在不同的火成岩中占總重量的35～78%。化學成分在火成岩的組分中占99%以上的只有9種元素即氧、矽、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂和鈦，其中後8種元素與氧組成的氧化物含量占火成岩總重量的99%左右，特別是二氧化矽的含量最高，在不同的火成岩中占總重量的35～78%。在火成岩中，二氧化矽被稱作酸性組分；鐵、鎂和鈣稱作基性組分；鈉和鉀稱作鹼性組分。在火成岩中酸性組分與基性組分的含量常呈反消長關係。在火成岩中酸性組分與基性組分的含量常呈反消長關係。因此，通常對二氧化矽含量高（〉65%）的火成岩稱為酸性火成岩，反之則稱為基性岩或超基性岩。

由於二氧化矽是最重要的造岩組分，它與其他造岩組分結合形成橄欖石、輝石、角閃石、雲母、長石等各種造岩礦物。 在形成這些礦物後二氧化矽仍有多餘（即過飽和）時，就會出現石英，所以石英是火成岩二氧化矽過飽和的指示礦物；如果二氧化矽含量不足就可能出現橄欖石或似長石類礦物（如霞石）等。當二氧化矽與其他造岩組分的含量適中，則不出現上述兩類礦物，而形成輝石、角閃石和長石等二氧化矽飽和的礦物。因此，酸性岩常稱為過飽和岩石，而那些含SiO2不足的岩石包括超基性岩和某些中性岩則稱為不飽和岩石。

礦物成分

火成岩主要由長石、石英、雲母、角閃石、輝石和橄欖石等矽酸鹽礦物及少量的磁鐵礦、鈦鐵礦、鋯石、磷灰石和榍石等組成。礦物成分火成岩主要由長石、石英、雲母、角閃石、輝石和橄欖石等矽酸鹽礦物及少量的磁鐵礦、鈦鐵礦、鋯石、磷灰石和榍石等組成。這些矽酸鹽礦物被稱為造岩礦物，是火成岩分類和定名的重要依據。這些矽酸鹽礦物被稱為造岩礦物，是火成岩分類和定名的重要依據。

分類

造岩礦物按化學成分的特點和顏色，分為2類：造岩礦物按化學成分的特點和顏色，分為2類：矽鋁礦物。矽鋁礦物。這類礦物除石英外，為不含鐵、鎂的鋁矽酸鹽礦物，如長石和似長石類礦物。這類礦物除石英外，為不含鐵、鎂的鋁矽酸鹽礦物，如長石和似長石類礦物。由於它們的顏色淺，故也被稱為淺\色或淡色礦物。由於它們的顏色淺，故也被稱為淺色或淡色礦物。鐵鎂礦物。鐵鎂礦物。為富鎂、鐵、鈦、鉻的矽酸鹽和氧化物礦物，如橄欖石、輝石、角閃石和黑雲母等。為富鎂、鐵、鈦、鉻的矽酸鹽和氧化物礦物，如橄欖石、輝石、角閃石和黑雲母等。由於顏色深，故被稱為深色或暗色礦物。由於顏色深，故被稱為深色或暗色礦物。上述兩類礦物在火成岩中含量的比例是火成岩鑑定和分類的重要標誌。火成岩中鐵鎂礦物的含量（體積%），通常稱為色率。火成岩中鐵鎂礦物的含量（體積%），通常稱為色率。根據火成岩中色率的大小，可大致推斷岩石的化學成分和性質，從而確定它們屬於那一類岩石。色率的大小與岩石比重和顏色有關。色率的大小與岩石比重和顏色有關。一般，色率大的，顏色較深，比重較大。一般，色率大的，顏色較深，比重較大。多數常見的火成岩的比重為2.6～3.4。多數常見的火成岩的比重為2.6～3.4。

按造岩礦物在火成岩中的含量和在分類中的作用，又可分為3類。按造岩礦物在火成岩中的含量和在分類中的作用，又可分為3類。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。例如一般花崗岩中的主要礦物是石英和長石，沒有它們或二者缺一，就不能定名為花崗岩。次要礦物，如果在岩石中含量少於主要礦物，對於劃分岩石大類不起作用，只能在確定岩石種屬時起一定作用的那些造岩礦物；如花崗岩中的黑雲母，含量等於或大於 5%，可定名為黑雲母花崗岩。對花崗岩來講，黑雲母的存在與否，不影響大類名稱，只是確定其種屬不同而已。副礦物，指岩石中含量很少（有時還不到1%），在分類命名中一般不起作用的礦物，如鋯石、榍石、獨居石、磁鐵礦等。但當它們的含量有一定意義時，則在確定岩石的種屬上起作用，如鋯石型花崗岩、榍石型花崗岩等。

按礦物與成岩的關係又可分為下列各種：按礦物與成岩的關係又可分為下列各種：原生礦物，是直接從岩漿中結晶而成的礦物。原生礦物，是直接從岩漿中結晶而成的礦物。次生礦物，即岩石冷凝後，遭受內生或外生的氣液作用而產生的礦物，如由橄欖石變化生成的蛇紋石等，有時次生蝕變作用廣泛發育，就影響到火成岩的命名，如變花崗岩、變玄武岩、細碧岩、及鈉黝簾石化輝長岩等。他生礦物，由岩漿同化或捕虜圍岩所生成的礦物，如花崗岩漿同化了泥質圍岩產生一些富鋁的他生礦物，如堇青石、紅柱石等。

結構

構造火成岩的結構 (texture）是指岩石中礦物的結晶程度、顆粒大小、晶體形態、自形程度以及它們之間的相互關係等；構造（structure）是指岩石中不同礦物集合體之間或礦物集合體與其他組成部分之間的排列和充填方式等。結構、構造火成岩的結構（texture）是指岩石中礦物的結晶程度、顆粒大小、晶體形態、自形程度以及它們之間的相互關係等；火成岩的結構和構造反映岩石中的礦物或玻璃質組成岩石的方式，也說明火成岩的形成條件。例如，主要由鉀長石、斜長石和石英組成的花崗岩是在地下深處由岩漿緩慢結晶形成的，顆粒比較粗大，其中的長石，特別是斜長石大多數是半自形的，而石英呈他形。當與花崗岩成分相同的岩漿噴出地表，冷凝後形成流紋岩時，組成岩石的礦物成分雖基本上與花崗岩相似，但礦物顆粒的特點（如晶體大小、形態等）並不相同，甚至常常含有未結晶的玻璃質，這些礦物或玻璃質組成岩石的方式也與花崗岩不一樣。所以結構和構造，不僅可用來鑑定岩石，作為火成岩分類的標誌，而且可藉以探討岩石的形成條件。所以結構和構造，不僅可用來鑑定岩石，作為火成岩分類的標誌，而且可藉以探討岩石的形成條件。

結構按礦物結晶度分為下列幾種：結構按礦物結晶度分為下列幾種：全晶質結構，全部由結晶的礦物組成，是岩漿在溫度變化緩慢的條件下結晶而成，主要見於侵入岩，特別是深成岩中； 玻璃質結構，全部或幾乎全部由天然玻璃質組成，玻璃質是由於岩漿溫度快速下降，各種組分來不及結晶即行冷凝而形成，主要見於噴出岩或部分超淺成侵入岩中； 半晶質結構，岩石由結晶物質和少量玻璃質組成，多見於淺成岩或部分噴出岩中。

按結晶顆粒大小分為兩類：按結晶顆粒大小分為兩類：顯晶質結構，全晶質火成岩中，礦物晶粒肉眼可以分辨的結構。顯晶質結構，全晶質火成岩中，礦物晶粒肉眼可以分辨的結構。其中按顆粒大小又分為粗粒（顆粒直徑大於 5毫米）、中粒（1～5毫米）、細粒（小於1毫米）和微粒（小於0.1毫米）等結構；其中按顆粒大小又分為粗粒（顆粒直徑大於5毫米）、中粒（1～5毫米）、細粒（小於1毫米）和微粒（小於0.1毫米）等結構； 隱晶質結構，岩石外貌緻密，肉眼無法辨出礦物顆粒的結構。隱晶質結構，岩石外貌緻密，肉眼無法辨出礦物顆粒的結構。

按礦物相對大小，可分為：；等粒結構，各種造岩礦物顆粒大小大致相等；等粒結構，各種造岩礦物顆粒大小大致相等； 不等粒結構，岩石中主要造岩礦物顆粒大小不等；不等粒結構，岩石中主要造岩礦物顆粒大小不等； 斑狀結構，岩石中礦物顆粒分為大小截然不同的兩群，大的稱為斑晶，小的稱為基質，如果基質為玻璃質，則稱玻基結構。等粒結構常見於深成岩中，而不等粒和斑狀結構，則多見於淺成岩及部分噴出岩中。

按自形程度即根據造岩礦物晶形發育的完善程度分為：自形粒狀結構、半自形粒狀結構和他形粒狀結構。按自形程度即根據造岩礦物晶形發育的完善程度分為自形粒狀結構、半自形粒狀結構和他形粒狀結構。花崗狀結構是等粒狀和半自形粒狀結構的一種常見結構。花崗狀結構是等粒狀和半自形粒狀結構的一種常見結構。

按礦物顆粒間的相互關係，根據其形態特點可以分為下列幾種：按礦物顆粒間的相互關係，根據其形態特點可以分為下列幾種：交生結構，即岩石中有些礦物呈有規律的結合生長，而且常沿一定結晶方位連生，如文象結構（石英有規律嵌在鉀長石中），條紋結構（鉀長石和鈉長石或斜長石有規律的交生）和蠕蟲結構（蠕蟲狀石英穿插生長在斜長石中）等。包含結構或嵌晶結構，泛指岩石中大晶體包含小晶體的一種結構。包含結構或嵌晶結構，泛指岩石中大晶體包含小晶體的一種結構。如輝綠結構（較大的輝石晶體包圍若干板條狀斜長石晶體）、含長結構（大小相近的輝石晶體與斜長石互相嵌生，又稱次輝綠結構）、間粒結構（自形長條狀斜長石微晶之間的空隙內，充填著細小的輝石、橄欖石和磁鐵礦等礦物顆粒），如充填在斜長石微晶間的是玻璃質，則稱為間隱結構。輝長結構，基性侵入岩中基性斜長石和輝石、橄欖石等深色礦物呈近似的等粒狀，它們的自形程度大致相同（多為半自形），互成不規則排列。煌斑結構，斑狀岩中斑晶和基質的深色礦物自形程度都比岩石中的淺色礦物高，它是煌斑岩的特有結構。二長結構，岩石中斜長石自形程度比鉀長石好，鉀長石形成較大的它形晶，包嵌著斜長石和一些深色礦物晶體，是二長岩的特有結構。反應邊結構，早期析出的礦物與周圍尚未冷凝的岩漿發生化學反應，而在礦物周邊形成新的礦物，如橄欖石周邊有輝石或角閃石的反應邊，這種結構多見於深成基性岩中。粗面結構，火成岩（主要是噴出岩）的基質主要由鉀長石微晶組成並有時呈平行排列。若是斜長石微晶，則稱為交織結構；若含玻璃較多，斜長石微晶分散在玻璃質中，則稱為安山結構（又稱玻基交織結構）。

由於結晶期後發生的交代作用而形成的結構稱交代結構，如交代條紋結構，交代蠕蟲結構和變斑狀結構等。

構造分侵入岩的構造和噴出岩的構造。構造分侵入岩的構造和噴出岩的構造。常見的侵入岩構造有下列幾種：常見的侵入岩構造有下列幾種：塊狀構造，是一種均勻構造。塊狀構造，是一種均勻構造。組成岩石的礦物或不同部分，在岩石中分布均勻，各部分的成分和結構相同。斑雜構造，是一種不均勻構造，岩石的不同組成部分在結構和成分上有顯著差異，主要是由於岩漿與圍岩之間不徹底同化混染作用或與另一種成分不同的岩漿發生岩漿混合作用以及各種成因岩石包體、殘留體、殘留晶的存在所造成的。晶洞構造，侵入岩中發育原生的近圓形的或不規則的孔洞，在晶洞壁上常生長著晶形良好的礦物。中國福建魁岐、山東嶗山等地的花崗岩中由於有很多晶洞，故也稱晶洞花崗石。流動構造，包括流線及流面構造，流線是岩石中的長柱狀礦物，長形捕虜體、析離體呈定向排列。流面是岩石中的片狀礦物、板狀或扁平的捕虜體，析離體作平行排列。流面常與圍岩接觸面平行，而流線則與岩漿流動方向一致。流面常與圍岩接觸面平行，而流線則與岩漿流動方向一致。帶狀構造，一種不均勻的構造，表現為顏色或者粒度不同的礦物相間排列，成帶出現，多見於基性岩中，是由於結晶條件周期性變化或由於同化混染而成。球狀構造，侵入岩中分布有球狀或橢球狀體，是由不同成分礦物圍繞某些中心呈韻律式同心層狀分布而成。

常見的噴出岩的構造有下列幾種：常見的噴出岩的構造有下列幾種：氣孔構造和杏仁構造，由於熔岩冷凝後，尚未逸出的氣體留下的孔洞構造，多集中在岩流的上部，形狀多為圓形或橢圓形和管狀等不規則形狀，如氣孔被岩漿期後的一些次生礦物（如石英、方解石等）所充填，則形成杏仁構造。枕狀構造，熔漿自海底溢出或流入海底，與海水作用常形成枕體。枕狀構造，熔漿自海底溢出或流入海底，與海水作用常形成枕體。枕體與枕體之間常被海洋沉積物所充填。枕體與枕體之間常被海洋沉積物所充填。這種構造多見於拉斑玄武岩及細碧岩中。這種構造多見於拉斑玄武岩及細碧岩中。流紋及假流紋構造，表現為不同顏色和結構的條帶以及漿屑和斑晶或拉長氣孔等的定向排列。常見於流紋岩中，故名。常見於流紋岩中，故名。如在火山灰流中，塑性或半塑性狀態的漿屑及玻屑在流動過程中或在上覆物質的重力作用下被壓扁和變形，並繞過岩屑和晶屑呈定向排列，其特徵似流紋構造，故稱假流紋構造，為熔結凝灰岩所特有的典型構造。柱狀節理構造，見於熔岩，特別是厚層基性熔岩中，常構成規則的多邊形長柱體，柱體垂直熔岩層面（冷卻面）。也見於熔結凝灰岩中。也見於熔結凝灰岩中。一般認為是在岩漿均勻冷卻條件下收縮形成的。一般認為是在岩漿均勻冷卻條件下收縮形成的。

分類火成岩的種類很多，不同學者從不同角度和標準提出許多分類方案，有的根據岩石的產狀、結構和構造，有的根據礦物成分，有的根據化學成分。通行的分類有 3種：通行的分類有3種：按產出和形成的條件分為深成岩、淺成岩和噴出岩（後兩者包括次火山岩）。噴出岩除由流出於地表的岩漿冷凝而成的各種熔岩外，還指火山爆發時大量噴出物形成的火成碎屑岩，如火山集塊岩、火山角礫岩和凝灰岩，由於它們常與沉積岩互層，因此組成火山沉積岩系。深成岩常具全晶質結構；相反，噴出岩由於岩漿在快速冷凝條件下形成，因此常具有典型的無斑隱晶質、斑狀等結構和多孔狀、杏仁狀和流動狀等構造。有的產在圍岩裂隙中的脈岩被當作為獨立的岩石，如煌斑岩、細晶岩和偉晶岩等。按礦物成分及其含量分類。按礦物成分及其含量分類。由於火成岩的礦物與其化學成分密切有關，同時又易於鑑定，因此它們的種類、組合及其成分常作為火成岩命名和分類的標準。國際上通用的深成岩和火山岩礦物含量分類見圖1根據實際礦物含量（體積%）深成岩的分類和命名國際上通用的深成岩和火山岩礦物含量分類見圖1根據實際礦物含量（體積%）深成岩的分類和命名 和圖2火山岩名稱及它們在QAPF圖解上的分區（與深成岩分類命名相對應）和圖2火山岩名稱及它們在QAPF圖解上的分區（與深成岩分類命名相對應）。不同的火成岩中淺色礦物和暗色礦物的種類和含量的變化是有規律的，如從橄欖岩、輝長岩、閃長岩、花崗閃長岩到花崗岩，不僅暗色礦物的含量逐步降低，而且礦物的種類由橄欖石、輝石、角閃石、黑雲母依次發生有規律的變化。根據暗色礦物的含量（色率）把火成岩分為 4類：淺色岩（色率〈35）、中色岩（色率35～65）、深色岩（色率65～90）和暗深色岩（色率〉90）。根據暗色礦物的含量（色率）把火成岩分為4類：淺色岩（色率〈35）、中色岩（色率35～65）、深色岩(色率65～90）和暗深色岩（色率〉90）。由於長石類礦物常是火成岩中最普遍的礦物成分，所以長石的種類及其含量在分類中常起著主導作用。其次，一些特徵性指示礦物對分類也起重要作用，如石英是酸性岩的特徵性礦物，似長石類礦物是鹼性岩的特徵礦物等。按化學成分分類。按化學成分分類。化學成分是決定火成岩礦物組合、含量及其性質的最主要因素。化學成分是決定火成岩礦物組合、含量及其性質的最主要因素。化學成分對於鑑定非結晶質的火成岩尤為重要。化學成分對於鑑定非結晶質的火成岩尤為重要。由於火成岩中二氧化矽是最主要的組分，據其含量可將火成岩劃分為：超基性岩，SiO2含量<45%（重量%）；基性岩，SiO2含量為45～52%；中性岩，SiO2含量為52～65%；酸性岩，SiO2含量〉65%。由於火成岩中二氧化矽是最主要的組分，據其含量可將火成岩劃分為：超基性岩，SiO2含量<45%（重量%）；基性岩，SiO2含量為45～52%；中性岩，SiO2含量為52～65%；酸性岩，SiO2含量〉65%。如考慮火成岩中鹼的含量（Na2O+K2O）及其他氧化物的分子數關係，可將火成岩分為3種類型：正常類型（鈣鹼性型），CaO+Na2O+K2O〉Al2O3〉Na2O+K2O；鹼過飽和類型（鹼性型），Na2O+K2O〉Al2O3；鋁過飽和類型（鋁性型），Al2O3>CaO+Na2O+K2O。如全面考慮上述三方面分類原則，可得出火成岩綜合分類，如表火成岩分類如全面考慮上述三方面分類原則，可得出火成岩綜合分類，如表火成岩分類。

產狀和岩相火成岩產狀和岩相與火成岩形成條件有關。

火成岩產狀指火成岩岩體的形態、大小與圍岩的關係以及形成時所處的深度和構造環境等的總稱。認識產狀可以了解火成岩岩體形成的地質條件，幫助人們判斷火成岩的成因，還可以了解火成岩的成礦條件和成礦關係，指導找礦勘探工作。火成岩研究不能局限於一塊岩石或一個露頭，不能只注意它的礦物成分和結構、構造。

火成岩的產狀多種多樣。火成岩的產狀多種多樣。產狀多樣性的主要原因是岩漿的化學成分和溫度、黏度等物理性質以及岩漿凝固深度等方面的差異。產狀多樣性的主要原因是岩漿的化學成分和溫度、粘度等物理性質以及岩漿凝固深度等方面的差異。此外，地殼構造運動的性質、圍岩的性質、地應力等對岩體的產狀也有一定的影響。

火成岩岩相指反映火成岩生成條件的岩石特徵。火成岩岩相指反映火成岩生成條件的岩石特徵。岩漿在侵入地殼或噴溢出地表的過程中，在不同深度、岩漿的不同部位以及不同的環境（陸上和海底）里，所處的溫度、壓力和冷凝速度等物理化學條件不同，因此產生不同特徵的岩石，主要表現為結構、構造差異，有時成分也不同。火成岩岩相這個概念包含岩石形成條件和岩石特徵兩方面。火成岩岩相這個概念包含岩石形成條件和岩石特徵兩方面。

成因地幔

成因地幔，特別是上地幔是地殼物質或火成岩的原始來源，其成分相當於超基性岩。在一定的溫度和壓力條件下，相當於二輝橄欖岩的上地幔物質分熔出玄武岩漿進入地殼，而難熔的超基性岩部分留在上地幔。由於分熔的深度的不同，分熔出不同成分或種類的玄武岩，一般認為大洋拉斑玄武岩岩漿是在小於15公里的深處從地幔分熔而成的；高鋁玄武岩岩漿是在15～35公里深度分熔而成的；鹼性玄武岩岩漿是在大於35公里條件下分熔而成的。

由於超基性岩的熔點高（在1200～1800℃），因此晚前寒武紀以來，在地殼中的超基性岩體大多數人認為是構造侵位或冷侵位。但在早前寒武紀，上地幔的溫度高（達1600℃以上），在這種條件下，地幔岩的分熔程度高，可達30～60%，形成一部分超基性岩漿，噴出在地表或侵入在地表附近，形成超基性科馬提岩和含鎂高的基性科馬提岩；它們在成分和岩石組合上不同於晚前寒武紀及其以後蛇綠岩套中相應的岩石。

中性或中酸性火成岩主要是在會聚板塊的俯衝機制下，也即是在活動大陸的邊緣，由俯衝板塊（一般指大洋板塊）插入上地幔軟流層後發生分熔作用或由於水分進入地幔楔中，在分熔產生的岩漿上升中冷凝而成。一部分中性岩類則是由基性岩漿分異而成。一部分中性岩類則是由基性岩漿分異而成。

花崗岩類成因複雜，長期以來爭論很多（見花崗岩、花崗岩化作用）。

火成岩與許多金屬及非金屬礦產有密切的成因聯繫，很多火成岩本身就是礦，如花崗岩、斜長岩、輝長岩和珍珠岩等就是很好的建築材料，玄武岩和輝綠岩是製造鑄石和岩棉的原料，純橄欖岩是製造鈣鎂磷肥原料。 ；此外，有金伯利岩中金剛石礦床、橄欖岩和純橄岩中的鉻鐵礦及鉑礦、蘇長岩中的銅鎳硫化物礦床、輝長岩和斜長岩中的釩-鈦-磁鐵礦礦床以及鹼性岩和碳酸岩中的輕稀土、鈮、鋯、釷等礦床；與中酸性岩有關的鐵、銅礦床，與花崗岩類有關的鎢、錫、鈹、鈮、鉭、稀土、鋰、鈾、金、鉛、鋅和鉬等礦床；與陸相火山和次火山作用有關的斑岩銅、鉬、金、錫、鎢、鋁、鋅\等礦床，以及與海相火山有關的黃鐵礦型銅礦和多金屬礦床等。