岩石学习笔记之一：火成岩

引子

地球上的岩石，可以分为三大类：火成岩（Igneous rocks）、变质岩(Metamorphic rocks)、沉积岩(Sedimentary rocks)。从地质的视角来看，三大岩石彼此是可以转换的，如下图。

沉积岩分布在地壳的表层。在陆地上出露的面积约占75％，火成岩和变质岩只有25％。但是在地壳中，沉积岩的体积只占5％左右，其余两类岩石约占95％。

三大岩石的循环往复

火成岩

火成岩（Igneous rocks），一般指岩浆在地下或喷出地表冷凝形成的岩石，又称岩浆岩。火成岩是组成地壳的主要岩石，形成于不同的地质构造背景下，与许多金属和非金属矿产有密切的成因联系。因此，对火成岩的研究在地质学中占有重要的位置。igneous rocks一词,原意是指由地下深处的炽热的岩浆(熔融或部分熔融物质)在地下或在地表冷凝而形成的岩石。不少人认为火成岩与岩浆岩(magmatic rocks)是同义词，把这两个术语并用。但有一部分火成岩，特别是部分花岗岩，并不是岩浆冷凝产物，而是在较高温度下，由其他岩石在固态下，经过交代、改造、转变而成。因此，火成岩的含意，应理解为具有一般火成岩特征的（包括产状、结构、构造和矿物共生组合）在高温或较高温条件下形成的岩石。1972年在加拿大蒙特利尔召开的国际地质联合会岩石学分类委员会火成岩分类分会决定采用火成岩一词。

火成岩主要由长石、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、磷灰石和榍石等组成。这些硅酸盐矿物被称为造岩矿物，是火成岩分类和定名的重要依据。

各种火成岩

按照SiO₂含量分类

最为常见的分类（按照SiO₂的含量不同）

火成岩的矿物种类：

①硅铝矿物。这类矿物除石英外，为不含铁、镁的铝硅酸盐矿物,如长石和似长石类矿物。由于它们的颜色浅,故也被称为浅色或淡色矿物。

②铁镁矿物。富镁、铁、钛、铬的硅酸盐和氧化物矿物，如橄榄石、辉石、角闪石和黑云母等。由于颜色深，故被称为深色或暗色矿物。上述两类矿物在火成岩中含量的比例是火成岩鉴定和分类的重要标志。火成岩中铁镁矿物的含量(体积％)，通常称为色率。根据火成岩中色率的大小，可大致推断岩石的化学成分和性质，从而确定它们属于那一类岩石。色率的大小与岩石比重和颜色有关。一般色率大的，颜色较深，比重较大。多数常见的火成岩的比重为2.6～3.4。

火成岩的矿物含量：

①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。例如一般花岗岩中的主要矿物是石英和长石，没有它们或二者缺一，就不能定名为花岗岩。

②次要矿物，如果在岩石中含量少于主要矿物，对于划分岩石大类不起作用，只能在确定岩石种属时起一定作用的那些造岩矿物；如花岗岩中的黑云母，含量等于或大于 5％，可定名为黑云母花岗岩。对花岗岩来讲，黑云母的存在与否,不影响大类名称,只是确定其种属不同而已。

③副矿物，指岩石中含量很少（有时还不到1％）,在分类命名中一般不起作用的矿物，如锆石、榍石、独居石、磁铁矿等。但当它们的含量有一定意义时，则在确定岩石的种属上起作用，如锆石型花岗岩、榍石型花岗岩等。

矿物与成岩的关系：

①原生矿物，是直接从岩浆中结晶而成的矿物。

②次生矿物，即岩石冷凝后，遭受内生或外生的气液作用而产生的矿物，如由橄榄石变化生成的蛇纹石等，有时次生蚀变作用广泛发育,就影响到火成岩的命名,如变花岗岩、变玄武岩、细碧岩及钠黝帘石化辉长岩等。

③他生矿物，由岩浆同化或捕虏围岩所生成的矿物，如花岗岩浆同化了泥质围岩产生一些富铝的他生矿物，如堇青石、红柱石等。

火成岩的结构和构造

火成岩的结构 (texture)是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自形程度以及它们之间的相互关系等;

构造(structure)是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其他组成部分之间的排列和充填方式等。

火成岩的结构和构造反映岩石中的矿物或玻璃质组成岩石的方式，也说明火成岩的形成条件。例如，主要由钾长石、斜长石和石英组成的花岗岩是在地下深处由岩浆缓慢结晶形成的，颗粒比较粗大,其中的长石，特别是斜长石大多数是半自形的，而石英呈他形。当与花岗岩成分相同的岩浆喷出地表，冷凝后形成流纹岩时，组成岩石的矿物成分虽基本上与花岗岩相似，但矿物颗粒的特点（如晶体大小、形态等）并不相同,甚至常常含有未结晶的玻璃质，这些矿物或玻璃质组成岩石的方式也与花岗岩不一样。所以结构和构造，不仅可用来鉴定岩石，作为火成岩分类的标志，而且可借以探讨岩石的形成条件。

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