第三章 火成巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

一．火成巖的結(jié)構(gòu)二、火成巖結(jié)構(gòu)的成因

三、火成巖構(gòu)造四，火成巖的野外特征

第三章：火成巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造一．火成巖的結(jié)構(gòu)概念：火成巖的結(jié)構(gòu)是指組成巖石的礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、晶體形態(tài)、自形程度和礦物之間（包括玻璃）的相互關(guān)系。

1．結(jié)晶程度概念：結(jié)晶程度是指巖石中結(jié)晶質(zhì)部分和非晶質(zhì)部分（玻璃）之間的比例。分為三級：全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖石全部由已結(jié)晶的礦物組成玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)：全部由未結(jié)晶的火玻璃組成半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖石中既有結(jié)晶礦物又有玻璃雛晶結(jié)構(gòu):由一些顆粒極細(xì)的雛晶組成，雛晶的形態(tài)各異，有球雛晶、串珠雛晶、針雛晶、發(fā)雛晶及羽雛晶等。進(jìn)一步可形成微晶

霏細(xì)結(jié)構(gòu):巖石主要由極細(xì)的、它形長英質(zhì)礦物顆粒的集合體組成，顆粒之間的界線模糊球粒結(jié)構(gòu):長英質(zhì)礦物形成放射狀的球形的集合體，在正交偏光下呈十字消光

巖漿快速冷卻也可以形成與脫玻化類似的微晶結(jié)構(gòu)、霏細(xì)結(jié)構(gòu)和球粒等結(jié)構(gòu)。玻璃質(zhì)脫玻化作用可生成以下結(jié)構(gòu):隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：顆粒一般小于0.02mm

顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu):借助顯微鏡能夠辨認(rèn)

顯微隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu):借助顯微鏡仍不能夠辨認(rèn)顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu):

肉眼能分辨出礦物顆粒者。據(jù)粒徑大小分為:粗粒結(jié)構(gòu):d>5mm中粒結(jié)構(gòu):d=2-5mm細(xì)粒結(jié)構(gòu):d=0.2-2mm微粒結(jié)構(gòu)：

d<0.2mm另外:d>1Cm的礦物，可稱為巨晶，大于3Cm稱偉晶

2．巖石中礦物顆粒的大小需從兩個方面考慮，一是礦物顆粒的絕對大小，二是礦物顆粒的相對大小。（1）根據(jù)絕對大小分為隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)等粒結(jié)構(gòu):巖石中同種主要礦物顆粒大小大致相等。不等粒結(jié)構(gòu):巖石中同種主要礦物顆粒大小不等斑狀結(jié)構(gòu)：巖石中礦物顆粒分為大小截然不同的兩群，大的稱為斑晶，小的及不結(jié)晶的玻璃質(zhì)稱為基質(zhì)。其間沒有中等大小的顆粒，可與不等粒結(jié)構(gòu)相區(qū)別似斑狀結(jié)構(gòu)：巖石也是由兩群大小不同的礦物顆粒組成，但基質(zhì)為顯晶質(zhì)，與斑晶為同一世代的產(chǎn)物。（2）據(jù)礦物顆粒的相對大小，可分為以下四種結(jié)構(gòu)：

斑狀結(jié)構(gòu)是淺成巖和噴出巖的重要結(jié)構(gòu)類型，其中的斑晶一般是在深處（巖漿房）或上升過程中晶出的，在地表?xiàng)l件下不穩(wěn)定，常形成：

熔蝕結(jié)構(gòu)：因壓力降低使一斑晶礦物的熔點(diǎn)降低，或因巖漿在地表氧化，溫度一度升高等，造成早已結(jié)晶的斑晶熔蝕形成的結(jié)構(gòu)

暗化邊結(jié)構(gòu)：含揮發(fā)分的斑晶（角閃石、黑云母等），常因低壓、高溫氧化、脫水等原因，在斑晶的邊部出現(xiàn)不透明的邊緣（磁鐵礦及高溫?zé)o水的透長石、白榴石、橄欖石、輝石等集合體組成的）

3．巖石中礦物的自形程度自形程度是指組成巖石的礦物的形態(tài)特點(diǎn)。據(jù)巖石中礦物自形程度可以分為三種不同的結(jié)構(gòu)：

自形粒狀結(jié)構(gòu)：組成巖石的礦物顆粒，按自已的結(jié)晶習(xí)性，發(fā)育成被規(guī)則的晶面所包圍的自形晶。說明巖漿中礦物結(jié)晶中心少，結(jié)晶時(shí)間長，有足夠的空間，或者礦物結(jié)晶能力強(qiáng)。

半自形粒狀結(jié)構(gòu)：組成巖石的礦物顆粒，按結(jié)晶習(xí)性發(fā)育一部分規(guī)則的晶面，而其它的晶面發(fā)育不好，而呈不規(guī)則的形態(tài)。它形粒狀結(jié)構(gòu)：組成巖石的礦物顆粒多呈不規(guī)則的形態(tài)—它形晶，找不到完整規(guī)則的晶面。是結(jié)晶中心較多，礦物顆粒幾乎同時(shí)結(jié)晶，沒有足夠的結(jié)晶時(shí)間和空間的條件下形成的。4．巖石中礦物顆粒間的相互關(guān)系包括礦物之間的相互關(guān)系和礦物及隱晶質(zhì)之間的相互關(guān)系，常見的有：條紋結(jié)構(gòu)\文象結(jié)構(gòu)\蠕蟲結(jié)構(gòu)\反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)\環(huán)帶結(jié)構(gòu)\包含結(jié)構(gòu)\填隙(間)結(jié)構(gòu)(1)條紋結(jié)構(gòu)（Perthitictexture）主要見于條紋長石,表現(xiàn)為鉀長石和鈉長石有規(guī)律地交生.

條紋結(jié)構(gòu)有正條紋結(jié)構(gòu)和反條紋結(jié)構(gòu)之分:

正條紋:主晶為鉀長石

反條紋:主晶為鈉長石

固溶體分離:這類條紋具定向性，均勻分布，形態(tài)規(guī)則

交代:條紋較主晶新鮮，呈不規(guī)則的樹枝狀、網(wǎng)脈狀，定向性不明顯，順主晶的裂隙、解理、邊緣分布(2)文象結(jié)構(gòu)（Graphictexture)

石英呈一定的外形（如象形文字）有規(guī)律地鑲嵌在鉀長石中，這些石英在正交偏光下同時(shí)消光。肉眼可見的叫文象結(jié)構(gòu)，鏡下才能見到的叫顯微文象結(jié)構(gòu)。

成因：文象結(jié)構(gòu)是長石和石英在共結(jié)點(diǎn)同時(shí)結(jié)晶形成的。(3)蠕蟲結(jié)構(gòu)（Myrmekitictexture）

許多細(xì)小的形似蠕蟲狀或指狀的石英穿插生長在長石中，其中石英的消光位一致，稱為蠕蟲結(jié)構(gòu)。

成因：蠕蟲結(jié)構(gòu)可以由固溶體分離形成，也可以是斜長石交代鉀長石，使多余的SiO2析出，生成蠕蟲狀石英，被包裹于斜長石中。(4)反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)(Reactionrimtexture)

早生成的礦物或捕擄晶，與巖漿發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)不徹底時(shí)，環(huán)繞早生成礦物形成一個新礦物邊，叫反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)。常見的反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)有橄欖石外圍具輝石反應(yīng)邊，輝石外圍又具角閃石、黑云母反應(yīng)邊。PyxHbl(5)環(huán)帶結(jié)構(gòu)（Zonedtexture）較常見于一些固溶體系列的礦物中，以斜長石最常見（圖3-4）。固溶體礦物從中心向邊緣具有不同的端元組成而形成環(huán)帶，鏡下顯示不同的消光位?？沙霈F(xiàn)An分子由中心向邊緣遞減的正環(huán)帶，也可出現(xiàn)反向變化的反環(huán)帶及交替變化的韻律環(huán)帶。此外，輝石、鉀長石也能出現(xiàn)環(huán)帶結(jié)構(gòu)。(6)包含結(jié)構(gòu)(Poikilitictexture)

在較大的礦物顆粒中包含有許多較小的另一種礦物顆粒，稱為包含結(jié)構(gòu)或嵌晶結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中被包裹的礦物結(jié)晶較早，而包裹它的礦物結(jié)晶較晚，可作為分析巖漿中礦物結(jié)晶順序的證據(jù)。(6)填隙(間)結(jié)構(gòu)（Interstitictexture）是指淺成相或噴出相火山巖基質(zhì)中，由輝石等暗色礦物以及隱晶質(zhì)、玻璃質(zhì)充填于微晶斜長石粒間空隙形成的結(jié)構(gòu)。充填物均為粒狀礦物時(shí)稱間粒結(jié)構(gòu)，充填物為隱晶質(zhì)-玻璃質(zhì)稱間隱結(jié)構(gòu)，二者的過渡類型稱間粒間隱結(jié)構(gòu)。5．巖石中礦物的排列方式交織結(jié)構(gòu)(Pilotaxitictexture)

噴出巖的基質(zhì)中斜長石微晶呈交織狀或半平行排列，稱為交織結(jié)構(gòu)；若其中玻璃質(zhì)含量明顯稱玻晶交織結(jié)構(gòu)，因在安山巖中常見，又稱安山結(jié)構(gòu)。粗面結(jié)構(gòu)（Trachytictexture）

噴出巖的基質(zhì)中鉀長石微晶呈平行排列。

6.過冷度與結(jié)晶程度及礦物顆粒大小的關(guān)系巖漿中礦物開始晶出的溫度，往往不是在液相線溫度，而是在低于液相線溫度的過冷狀態(tài)下進(jìn)行的，這有兩方面的原因：（1）礦物結(jié)晶時(shí)，離子之間需要進(jìn)行調(diào)整、遷移、組合。但是由于巖漿粘度較大，離子之間擴(kuò)散與組合受到阻力，未能在正常結(jié)晶溫度下順利析晶，而產(chǎn)生過冷狀態(tài)。（2）結(jié)晶開始后，放出結(jié)晶潛熱，使剛晶出的晶體重新熔化。因北，晶體的析出，還需要下降到更低的溫度。1）有關(guān)概念：過冷度的概念：巖漿的液相線溫度(TA)與巖漿中晶體析出的實(shí)際溫度(TB)的差值稱為為過冷度。過冷度的大小，用ΔT表示:

ΔT=TA-TB它直接影響著巖漿的結(jié)晶能力，即晶體的成核密度和生長速度有關(guān)。成核密度是指單位體積內(nèi)的晶核數(shù)，以“晶核數(shù)/cm3”表示。晶體生長速度是指單位時(shí)間內(nèi)晶體粒徑生長的大小，以“cm/s”或“μm/s”表示。2）過冷度與巖漿巖結(jié)構(gòu)的關(guān)系當(dāng)過冷度低（為ΔT1時(shí)），成核密度低，生長速率高形成數(shù)量少個體大的晶體，可以形成偉晶巖或巨晶。若過冷度較大時(shí)（為ΔT2時(shí)），成核密度和生長速率都較大，往往形成數(shù)量和個體中等的半自形粒狀結(jié)構(gòu)、中-細(xì)粒結(jié)構(gòu)等。若過冷度很大（為ΔT3時(shí)），則巖石具有成核密度高，但生長速率低的細(xì)粒-隱晶質(zhì)的結(jié)構(gòu)。圖3-9理想的成核及生長速度曲線ΔT：過冷度，虛線為成核密度，實(shí)為生長速率D三、

火成巖構(gòu)造（Structure）

1．概念：火成巖的構(gòu)造是指巖石中不同礦物集合體之間或礦物集合與其它組成部分之間的排列、充填方式等?；鸪蓭r構(gòu)造亦受多方面因素的影響，不僅與巖漿結(jié)晶時(shí)的物化環(huán)境有關(guān)，還與巖漿的侵位機(jī)制、侵位時(shí)的構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)及巖漿冷凝時(shí)是否仍在流動等因素有關(guān)。

2.常見構(gòu)造:（1）

塊狀構(gòu)造是侵入巖中較常見的構(gòu)造，其特點(diǎn)是巖石在成分和結(jié)構(gòu)上是均勻的，往往反應(yīng)了靜止、穩(wěn)定的結(jié)晶作用。（2）

層狀構(gòu)造或帶狀構(gòu)造：巖石在垂向上出現(xiàn)礦物組合、含量及粒度、形態(tài)的交替變化，類似于沉積巖的層理，形成于結(jié)晶條件發(fā)生周期性變化或因結(jié)晶分異發(fā)生堆晶作用時(shí)。

(3)斑雜構(gòu)造：巖石不同部位的顏色、礦物成分或結(jié)構(gòu)構(gòu)造的很大差別，形成于巖漿的多次脈沖侵入或同化混染圍巖物質(zhì)的情況，（4）面理、線理構(gòu)造：侵入巖中的片狀礦物或扁平捕擄體、析離體、柱狀礦物的定向排列，據(jù)成因有兩種：流面、流線構(gòu)造：是巖漿在流動過程中結(jié)晶形成的，其流面與圍巖接觸面平行，流線則與巖漿的流動方向一致，往往在巖體的邊緣較發(fā)育，向巖體中心逐漸消失。原生片麻理構(gòu)造：是巖漿主動侵位時(shí)的擠壓應(yīng)力，導(dǎo)致的定向，亦稱為面狀組構(gòu)或線狀組構(gòu)。在中酸性巖中這種定向主要是由暗色礦物的不連續(xù)定向排列顯示出來的。其與流面和流線的區(qū)別是圍巖因擠壓作用也可形成同產(chǎn)狀的面理或線理。（5）球狀構(gòu)造：巖石中的礦物可圍繞某一中心呈同心層狀或放射狀生長成球狀體（6)氣孔構(gòu)造：由于快速降壓導(dǎo)致?lián)]發(fā)組分的大量出溶，出溶的氣體上升匯集、膨脹，可在熔巖中，尤其是熔巖流的上部形成大量的氣孔，但在水底噴出的熔巖，當(dāng)水深大于400m時(shí)，因環(huán)境壓力較大，不會形成氣孔，因此海相火山巖（如深海玄武巖、細(xì)碧巖）中的氣孔一般不發(fā)育且很小。（7）杏仁構(gòu)造：當(dāng)氣孔被巖漿后期的礦物所充填時(shí)，稱為杏仁構(gòu)造。（常見為方解石、沸石、石英、綠泥石）（8）

流動構(gòu)造：大部分噴出熔巖是在流動過程中冷凝固結(jié)的，這就會造成巖漿中不同組分的拉長定向，形成流動構(gòu)造。流動構(gòu)造在粘度較大的酸性熔巖中最為特征，表現(xiàn)為不同顏色，不同成分的條紋、條帶和球粒、雛晶及拉長的氣孔定向排列，又稱為流紋構(gòu)造；基性熔巖中宏觀上主要表現(xiàn)為氣孔的拉長和斑晶礦物沿其長邊的定向，微觀上則表現(xiàn)為基質(zhì)中的針、柱狀長石微晶的定向。玄武巖流動過程中形成的繩狀構(gòu)造（9）柱狀節(jié)理構(gòu)造：熔巖在均勻而緩慢冷縮的條件下，可形成被冷縮裂隙分割開的規(guī)則多邊形長柱體（10）枕狀構(gòu)造：海底溢出的熔巖或陸地流入海水中的熔巖，遇水淬冷，可形成形似枕狀的熔巖體，這些枕狀體被沉積物、火山物質(zhì)膠結(jié)起來，就形成枕狀構(gòu)造枕狀體具玻璃質(zhì)冷凝邊，當(dāng)水體深度不大時(shí)，內(nèi)部有呈同心層狀或放射狀分布的氣孔，中部有空腔。枕狀構(gòu)造常用作為海相火山巖的一個重要標(biāo)志。圖3-11內(nèi)蒙多倫縣酸性火山巖柱狀節(jié)理四，火成巖的野外特征

1．侵入巖的野外產(chǎn)狀（1）整合侵入體與不整合侵入體

整合侵入體：侵入體與圍巖的接觸面基本上平行于圍巖的層理或片理不整合侵入體：侵入體切割圍巖片理、層理，接觸面產(chǎn)狀與圍巖片理和層理產(chǎn)狀不一致整合侵入體不整合侵入體(2）據(jù)巖體的形態(tài)大小分為：巖基：面積大于100km2，可達(dá)數(shù)萬km2，大巖基多為花崗質(zhì)巖體巖株：面積小于100km2的侵入體，巖株邊緣常有一些不規(guī)則的樹枝狀巖體沖入圍巖中，被稱為巖枝。巖蓋：為一種蘑菇狀的整合侵入體（圖3-12b）；巖床（Sill）：又稱巖席，是厚薄均勻、近水平產(chǎn)出的整合的板狀侵入體?；院统詭r體常出現(xiàn)這類產(chǎn)狀。巖墻(Dike)：是一種厚度穩(wěn)定，近于直立的不整合的板狀侵入體，長為寬的幾十倍甚至幾千倍，厚度一般為幾十cm到幾十m。著名的津巴布韋大巖墻，厚3—14km，長500km。巖墻是巖漿沿張裂隙慣入而形成的，在同一地區(qū)常形成由若干條巖墻平行分布或呈放射狀分布的巖墻群。亦見有呈現(xiàn)近同心圓狀分布的環(huán)狀巖墻及錐狀巖墻（巖席）。巖盆：為中央略微下凹，呈盆狀的整合侵入體。厚度與直徑之比大致為1:10—1:20，一般由密度較大的層狀基性—超基性巖組成2.火山巖的野外產(chǎn)狀

A．火山錐(volcaniccone)：由熔巖和火山碎屑巖組成，中心為火山口或破火山口。噴發(fā)多為爆發(fā)(Explosions)方式，或爆發(fā)與寧靜式相間。以爆發(fā)為主時(shí)，堆積物以火山碎屑巖為主，多形成火山碎屑錐。這類噴發(fā)作用以粘度大、揮發(fā)組分含量高的酸性