巖漿巖的結構和構造

討論礦物成分如何組成巖石，即研究巖石的結構構造。結構一般需要在手標本上及顯微鏡下觀察，影響結構的主要因素是形成巖石時的物理化學條件。構造一般在野外露頭及手標本上觀察即可。影響構造的主要因素除巖漿本身特點外，還與巖石形成時的地質因素有關。

第四章巖漿巖的結構和構造第四章巖漿巖的結構和構造一、巖漿巖的結構二、巖漿巖結構的成因二、巖漿巖的構造三、礦物結晶順序的確定

結構：是指組成巖石物質的結晶程度、顆粒大小、晶體形態(tài)、自形程度及其相互間的關系。

一、巖漿巖的結構概念結構分類的依據(jù)

結晶程度礦物顆粒的大小礦物的自形程度礦物顆粒之間的相互關系礦物的排列方式巖漿巖的主要結構類型全晶質結構：巖石全部由已結晶的礦物組成玻璃質結構：全部由未結晶的火玻璃組成半晶質結構：巖石中既有結晶礦物又有玻璃1、結晶程度：是指巖石中結晶物質和非結晶玻璃物質的含量比例。

雛晶結構：玻璃質在脫?；跗冢纬梢恍╊w粒極細的結晶物質，稱為雛晶。如果巖石主要由雛晶組成，則其結構稱雛晶結構。

玻璃質脫?；饔每缮梢韵陆Y構: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。進一步可形成微晶B、羽狀普通輝石雛晶集合體的放大(約2000X)

熔漿直接結晶的雛晶A、羽狀普通輝石雛晶集合體(400X)

霏細結構：脫?；_到一定程度時，可形成極細的、它形的長英質礦物顆粒的隱晶質集合體，但顆粒間界線模糊，形狀不規(guī)則，稱霏細結構。

玻璃質脫玻化作用可生成以下結構:霏細結構

球粒結構：脫?；尚纬汕蛄＃怯芍行南蛲獬史派錉钌L的長英質纖維構成的球狀生成物，也可呈扇狀、束狀等。

玻璃質脫?；饔每缮梢韵陆Y構:隱晶質結構：顆粒一般小于0.02mm

顯微晶質結構:借助顯微鏡能夠辨認

顯微隱晶質結構:借助顯微鏡仍不能夠辨認顯晶質結構:

肉眼能分辨出礦物顆粒者。

據(jù)粒徑大小分為:粗粒結構:d>5mm中粒結構:d=2-5mm細粒結構:d=0.2-2mm微粒結構：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

(1)根據(jù)絕對大小分為：隱晶質結構和顯晶質結構隱晶質結構(2)

據(jù)礦物顆粒的相對大小，可分為以下四種結構：等粒結構:巖石中同種主要礦物顆粒大小大致相等。不等粒結構:巖石中同種主要礦物顆粒大小不等斑狀結構：巖石中礦物顆粒分為大小截然不同的兩群，大的稱為斑晶，小的及不結晶的玻璃質稱為基質。其間沒有中等大小的顆粒，可與不等粒結構相區(qū)別似斑狀結構：巖石也是由兩群大小不同的礦物顆粒組成，但基質為顯晶質，與斑晶為同一世代的產(chǎn)物。

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

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

暗化邊結構：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（磁鐵礦及高溫無水的透長石、白榴石、橄欖石、輝石等集合體組成的）

不等粒結構斑狀結構、基質安山結構、熔蝕結構等粒結構似斑狀結構鈉黝簾石化斑狀結構：斑晶和基質為兩個世代似斑狀結構：斑晶和基質為同一世代的產(chǎn)物（注：目前歐美國家將二者視為同義詞）似斑狀結構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。據(jù)巖石中礦物自形程度可以分為三種不同的結構：

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

半自形粒狀結構：組成巖石的礦物顆粒，按結晶習性發(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)。

它形粒狀結構：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。是結晶中心較多，礦物顆粒幾乎同時結晶，沒有足夠的結晶時間和空間的條件下形成的。常見的有：條紋結構、文象結構、蠕蟲結構、反應邊結構、環(huán)帶結構、包含結構、填隙(間)結構。4．巖石中礦物顆粒間的相互關系主要見于條紋長石,表現(xiàn)為鉀長石和鈉長石有規(guī)律地交生.

條紋結構有正條紋結構和反條紋結構之分:

正條紋:主晶為鉀長石反條紋:主晶為鈉長石(1)條紋結構(1)條紋結構

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)文象結構

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消光。肉眼可見的叫文象結構，鏡下才能見到的叫顯微文象結構。

成因：文象結構是長石和石英在共結點同時結晶形成的。(3)蠕蟲結構

許多細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，稱為蠕蟲結構。成因：蠕蟲結構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。文象結構：石英和堿性長石交生（正交偏光）文象結構：單一晶體中石英和堿性長石交生（單偏光）蠕蟲結構：斜長石的邊部蠕蟲狀石英的形成成因：分解蠕蟲—

Mus-Q+Or

交代蠕蟲—Pl交代Or(4)反應邊結構

早生成的礦物或捕擄晶，與巖漿發(fā)生反應，當反應不徹底時，環(huán)繞早生成礦物形成一個新礦物邊，叫反應邊結構。常見的反應邊結構有橄欖石外圍具輝石反應邊，輝石外圍又具角閃石、黑云母反應邊。PyxHblOlPyPyAm反應邊結構反應邊結構：橄欖石外側形成斜方輝石輝石外側形成角閃石磁鐵礦具黑云母反應邊(5)環(huán)帶結構

較常見于一些固溶體系列的礦物中，以斜長石最常見(圖)。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)帶結構。斜長石的環(huán)帶結構及其成分（An-鈣長石分子）變化(6)包含結構

在較大的礦物顆粒中包含有許多較小的另一種礦物顆粒，稱為包含結構或嵌晶結構。在該結構中被包裹的礦物結晶較早，而包裹它的礦物結晶較晚，可作為分析巖漿中礦物結晶順序的證據(jù)。包含結構（嵌晶結構）：可以此判定巖漿結晶順序斜長石—早；單斜輝石—晚(6)填隙(間)結構

是指淺成相或噴出相火山巖基質中，由輝石等暗色礦物以及隱晶質、玻璃質充填于微晶斜長石粒間空隙形成的結構。充填物均為粒狀礦物時稱間粒結構；充填物為隱晶質-玻璃質稱間隱結構二者的過渡類型稱間粒間隱結構。填隙結構：斜長石搭成格架，輝石或其他礦物充填斜長石粒間間粒結構：充填物為粒狀礦物間隱結構：充填物為隱晶質-玻璃質5．巖石中礦物的排列方式交織結構

噴出巖的基質中斜長石微晶呈交織狀或半平行排列，稱為交織結構；若其中玻璃質含量明顯稱玻晶交織結構，因在安山巖中常見，又稱安山結構。5．巖石中礦物的排列方式粗面結構噴出巖的基質中鉀長石微晶呈平行排列。角閃石斑晶的暗化邊結構：由鐵的氧化物和輝石構成.成因—火山噴發(fā)過程中，因壓力釋放，含水礦物快速氧化所致.斑狀結構交織結構暗化邊結構斜長石微晶第四章巖漿巖的結構和構造一、巖漿巖的結構二、巖漿巖結構的成因三、巖漿巖的構造四、礦物結晶順序的確定1.過冷度與結晶程度及礦物顆粒大小的關系

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)下進行的，這有兩方面的原因：(1)礦物結晶時，離子之間需要進行調整、遷移、組合。但是由于巖漿粘度較大，離子之間擴散與組合受到阻力，未能在正常結晶溫度下順利析晶，而產(chǎn)生過冷狀態(tài)。(2)結晶開始后，放出結晶潛熱，使剛晶出的晶體重新熔化。因此，晶體的析出，還需要下降到更低的溫度。二、巖漿巖結構的成因1)有關概念：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晶能力，即晶體的成核密度和生長速度有關。成核密度是指單位體積內的晶核數(shù)，以“晶核數(shù)/cm3”表示晶體生長速度是指單位時間內晶體粒徑生長的大小，以“cm/s”或“μm/s”表示。NucleationandgrowthManynucleiFewnuclei2)過冷度與巖漿巖結構的關系

當過冷度低(為ΔT1時)，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(為ΔT2時)，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構、中-細粒結構等。若過冷度很大(為ΔT3時)，則巖石具有成核密度高，但生長速率低的細粒-隱晶質的結構。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，實為生長速率D2.鮑文反應序列(Bowen’sReactionSeries)與環(huán)帶和反應邊結構一種礦物在另一種礦物上形成反應邊，或單個礦物內部不同成分的環(huán)帶，說明巖漿與早形成的礦物之間是不平衡的。例如，玄武巖中可見橄欖石有紫蘇輝石的反應邊；安山巖中常見環(huán)帶狀斜長石。（據(jù)Holten

etal.,1997)IsolatedSingleChainDoubleChain1000o1200oCSheetFrame-work750o

Bowen反應序列與巖漿類型Twoseriesofmineralsformedduringcrystallizationofmagma

TemperatureofCrystallization

反應邊與環(huán)帶LowSilicaMagma

Intrus.Extrus.

GabbroBasalt DioriteAndesite GraniteRhyoliteHighSilicaMagma架狀硅酸鹽N.L.Bowen(1887-1956)O.FrankTuttle(1916-1983)

鎂鐵質礦物硅鋁質礦物熟記橄欖石島狀鈣長石不 連 續(xù) 系 列

單鏈輝石 角閃石 黑云母雙鏈

層狀

鈣/鈉斜長石鈉長石

連 續(xù) 系列正長石byN.L.Bowen,1928白云母 石英第四章巖漿巖的結構和構造一、巖漿巖的結構二、巖漿巖結構的成因三、巖漿巖的構造四、礦物結晶順序的確定構造：是指巖石中不同礦物集合體之間或礦物集合體和其它部分之間的排列方式及充填方式。

三、巖漿巖的構造概念影響因素：巖漿結晶的環(huán)境巖漿演化機制巖漿的侵位機制侵位時的應力狀態(tài)巖漿冷凝時是否仍在流動等巖漿巖的主要構造類型1、侵入巖的構造塊狀構造—靜止、穩(wěn)定的結晶作用條帶狀構造—結晶分異、堆晶作用斑雜構造—多次脈動侵位/同化混染圍巖物質球狀構造—礦物圍繞某一中心呈同心環(huán)狀或放射狀生長成球體晶洞、晶簇構造-深成巖中的原生孔洞，巖漿揮發(fā)分聚集/晶洞壁生長礦物塊狀構造：是侵入巖中較常見的構造，其特點是巖石在成分和結構上是均勻的，往往反應了靜止、穩(wěn)定的結晶作用。巖漿巖的主要構造類型帶狀構造帶狀構造：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，形成于結晶條件發(fā)生周期性變化或因結晶分異發(fā)生堆晶作用時。巖漿巖的主要構造類型斑雜構造：巖石不同部位的顏色、礦物成分或結構構造的很大差別，形成于巖漿的多次脈沖侵入或同化混染圍巖物質的情況。巖漿巖的主要構造類型斑雜構造產(chǎn)生的部位球狀構造在某些深成巖中，特別是花崗巖和閃長巖中，偶有球狀分結物產(chǎn)生。這些球狀體是由不同礦物成分的同心圓殼構成，有時其中每一層圓殼的各個礦物晶體經(jīng)常呈放射狀分布。球狀構造是由于巖漿熔體中某些組分脈動式過飽和而形成；也有由巖漿與捕虜體發(fā)生反應而生成。晶腺與晶洞構造2、噴出巖的構造：

在快速減壓-揮發(fā)分析出-上升匯集、膨脹條件下形成。

氣孔構造----揮發(fā)分所致杏仁構造----巖漿后期礦物充填氣孔-方解石、沸石、石英、綠泥石流動構造----粘度較大的熔漿在半固結狀態(tài)下繼續(xù)流動所致。巖漿巖的主要構造類型氣孔和杏仁構造：是噴出巖中常見的構造。由于巖漿迅速冷卻凝固而保留在巖石中形成空洞，為氣孔構造。當氣孔被巖漿期后礦物所充填時，其充填物宛如杏仁，為杏仁構造。當巖漿噴溢到地面時，圍壓降低，其中所含揮發(fā)份達到飽和，它們從巖漿中分離出來時，形成大量氣孔。巖漿巖的主要構造類型氣孔構造杏仁構造流紋構造：是由不同顏色,不同成分的條紋,條帶粒,雛晶定向排列，以及拉長的氣孔等表現(xiàn)出來的一種流動構造。巖漿巖的主要構造類型枕狀構造流紋構造珍珠構造：主要見于酸性火山玻璃中，由玻璃質冷卻收縮所形成。特征是形成一系列圓弧形裂開。巖漿巖的主要構造類型石泡構造：酸性熔巖的表面由于凝固時氣體逸出，體積縮小而產(chǎn)生的具空腔的多層同心圓球體。巖漿巖的主要構造類型枕狀構造：當熔漿自海底溢出或從陸地流入海中時，就變成橢球狀、袋狀、面包狀等枕狀特征，后被沉積物、火山物質及玻璃質碎屑膠結起來就形成枕狀構造。巖漿巖的主要構造類型流面構造：巖漿巖中片狀礦物、扁平捕虜體、析離體呈平行排列，即形成流面構造。流線構造：若柱狀礦物、長形捕虜體、析離體等長軸方向呈定向排列，即形成流線構造。原生片麻構造：多見于侵入體的邊緣。其特征石有些礦物斷續(xù)定向分布。它們是由于半凝固的巖漿受到了較強的機械擠壓形成的。

巖漿巖的主要構造類型玄武巖的繩狀構造流紋巖流紋構造三、巖漿巖的主要構造類型柱狀節(jié)理構造：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。巖漿巖常見的構造?侵入巖常見構造：塊狀(massive)構造帶狀(striped)構造斑雜(taxtic)構造面理/線理(foliation)構造球狀(orbicvlar)構造晶洞(druse)構造?噴出巖常見構造：氣孔(fumarolic)構造杏仁(amygdaloidal)構造枕狀(pillow)構造流紋(rhyolitic)構造柱狀節(jié)理(columnarjoint)構造流動(fluxion)構造原生片麻狀(primarygneissic)構造侵入巖相、結構、構造及產(chǎn)狀之間的關系表淺成相中深成相深成相深度0－3km3－10km＞10km結構細粒、隱晶質結構及斑中粒、中粗粒結 狀結構，斑晶具熔蝕、構，似斑狀結構 暗化邊結和環(huán)帶結構中粒、中粗粒結構，似斑狀結構構造晶洞構造、角礫狀構 造、流動構造塊狀構造、流動構塊狀構造，片造麻狀構造產(chǎn)狀多為巖墻、巖床、巖 蓋、小巖株，也見有隱