课件-第2章1-火成岩结构

一、火成岩结构、构造的定义1.火成岩的结构L

是指组成岩石物质（矿物）的结晶程度、颗粒大小、形态以及它们之间的相互关系。2.火成岩的构造L

是指组成岩石的各部分之间的相互排列、配置与充填方式关系。火成岩的结构和构造是火成岩的基本特征之一，它们不仅是岩石形态上的特征，而且与岩石的成分和形成条件有关。例如主要由Kf、Pl和Q组成的花岗岩是在深处由岩浆缓慢结晶形成的，故其组成矿物的颗粒粗大。与花岗岩成分相似的流纹岩是岩浆喷出地表后快速冷凝结晶而成的，所以矿物颗粒细小，且常有玻璃质。GraniteRhyolite

porphyryBasaltGabbroBasalt

Porphyry！研究火成岩的结构、构造，不仅可以帮助

正确地鉴定岩石，而且据此可以了解岩石的形成条件。二、火成岩的结构1.

确定火成岩结构类型的四个要素：岩石中矿物的结晶程度岩石中矿物颗粒的大小（包括绝对大小和相对大小）岩石中矿物的自形程度组成岩石的各矿物之间的关系（一）结构的种类及其形成条件2.

根据各要素所区分的火成岩结构的主要类型：

岩石全部由矿物组成，不含玻璃质。&

全晶质结构根据岩石中晶质与非晶质矿物的数量比，可以将岩石的结构分为：（1）结晶程度这类结构常是深成岩的特点，反映岩石是在缓慢条件下结晶，具有良好的结晶条件。Thin

section

of

graniteviewed

with

microscopeunder

polarized

lightGraniteIgneous

textures:

Rocks

that

solidify

slowly

underground,

as

didthis

granite

in

Yosemite

National

Park,

California,

havephaneritic

(coarse-granied)

textures.A

similar

rock

seenthrough

a

polarizingmicroscope.

Note

theinterlocking

crystal

grainsof

individualminerals.Coarse-grained

texturecharacteristic

of

plutonicrock.

Plagioclase

is

whiteand

quartz

is

gray;potassium

feldspar

hasbeenstained

yellow.

Smallgradiations

on

ruler

aremillimeters.&

半晶质结构

岩石中既有矿物晶体，又有玻璃质，在火山岩或次火山岩中常见这种结构。This

crystal-rich

rhyolitecontains

phenocrysts

ofquartz,

K-feldspar

(sanidine),plagioclase,

and

biotite

inafine-grained

groundmass.Note

the

interesting

shof

the

(partially

resorbed?skeletal?)

quartz

grain

in

thecenter

of

the

photograph.Rhyolite

几乎全部由非晶质的玻璃组成，常见于喷出岩中，反映岩石是岩浆快速冷凝的产物。&

玻璃质结构（非晶质结构）The

volcanic

solidobsidian

has

aglassy

texture(containingnocrystals)

because

itsolidifiesinstantaneously.玻璃质结构的岩石在漫长的地质演化过程中，会逐渐向结晶质岩石转变。由于脱玻化作用的影响，所以在中生代以前古老的火山岩中很难见到玻璃质，中生代火山岩中的玻璃大多数也已脱玻化，玻璃质结构

一般只见于

火山岩中。

玻璃由非晶质向结晶质转变的地质作用叫做脱玻化作用。在玻璃质岩石脱玻化开始时常形成一些极细小的呈球状、棒状、毛发状的物质，这种物质叫雏晶。

雏晶一般没有明显的光性特征，在玻璃质岩石中散布有这些雏晶的结构就叫雏晶结构。

雏晶进一步发展则会出现骸晶或微晶。如果微晶呈纤维状，并组成一个共同的中心向外呈放射状生长的球状体，则称其为球粒。

球粒在正交镜下常表现形消光。当球粒主要由石英和碱性长石组成时称为球粒结构,主要见于酸性熔岩中，如具球粒结构的流纹岩称球粒流纹岩.Spherulites

inrhyoliteSpherulites

are

radiating

masses

of

fibrous

crystals

in

a

glassy

matrix.

Thesespherulites

are

probably

composed

of

alkali

feldspars

and

some

polymorph

of

SiO2,and

in

this

cross-polarized

shot,

appear

as

round

objects

with

dark

crosses.

Note

thelarge

phenocryst

which

forms

the

nucleus

of

one

of

the

spherulites

at

center-left.当球粒主要由斜长石和普通辉石组成时则称球颗结构，主要见于基性熔岩中。!球粒的组成矿物是石英和碱性长石，球颗的组成矿物是斜长石和辉石.（2）矿物颗粒大小显晶质结构隐晶质结构粗粒结构(d>5mm)中粒结构(d=5~1mm)细粒结构(d=1~0.1mm)连续不等粒结构斑状结构似斑状结构等粒结构不等粒结构L

矿物颗粒在肉眼或放大镜下可以分辨的结构.L

矿物颗粒非常细小,肉眼和放大镜下不能分辨,但在显微镜下可以分辨的结构，这种隐晶质结构又称为显微晶质结构.显晶质结构

隐晶质结构L

由长石和石英组成的显微晶质结构称为霏

细结构.L

如果在显微镜下仍不能分辨矿物颗粒时，这种结构就称为显微隐晶质结构。

斑状结构L由二类大小明显不同的颗粒组成,大的颗粒称斑晶,小的称基质,斑晶和基质往往是二期结晶的矿物,斑晶形成早,基质形成晚.L由数个斑晶相互靠近连接在一起的结构称为连斑结构或聚斑结构.Plutonic

rocks,

Granite.Hand

specimen

photograph

of

typicalgranite

showing

the

characteristic

coarsecrystalline

texture

indicative

of

slowcooling

of

silicate

magma

at

depth,

as

wellas

mineral

composition

of

quartz(gray),potassium

feldspar

(pink),

andbiotite

mica(black).Q

显晶质结构花岗岩(granite)闪长岩（diorite)辉长岩（gabbro)Q

显晶质结构DioriteDuniteGabbroQ

显晶质结构BasaltThin

section

of

basalt

viewed

withmicroscope

under

polarized

lightQ

隐晶质结构Volcanic

rocks

such

as

this

basalt,

because

they

solidify

rapidly

aboveground,

have

typically

aphanitic

(very

small-grained)textures.Q

隐晶质结构Porphyritic

andesitePhotomicrograph

of

thesame

rock.

The

photographwas

taken

through

amicroscope

that

usespolarized

light.

The

blackand

white

striped

grains

areplagioclase,

green

grains

areferromagnesianminerals.Q

斑状结构Porphyritic

andesite

from

Hakone

Volcano,

Japan.

The

plagioclase

glomerocrystsshow

several

types

of

zoning,

that

is

,

discontinuous,

oscillatory

and

convolute

zoning.Bands

of

inclusions

are

also

observed

near

the

margins

of

both

of

the

large

plagioclasecrystals.

Plagioclase

is

usually

the

most

abundant

phenocrysts

are

usually

complexlyzoned.

This

rock

also

contains

pyroxenes

and

Fe-Ti

oxides.

Magnification

x24,XPL.Q斑状结构Thin

section

of

rhyolite

porphyry

viewedwith

microscope

under

polarized

lightRhyolite

porphyryQ

斑状结构&

火成岩的上述结构可以通过成核密度和晶体

生长速度的关系来加以解释。成核密度是指单位时间、单位体积内产生的晶核数目，它与岩浆的过冷度(△T)密切相关，过冷度△T=TA-TB，TA、TB分别为岩浆的液相线温度和晶体结晶的实际温度。过冷度越大，成核密度越大！晶体生长速度是指单位时间内晶体粒径增长的线度大小。L

当成核密度大，晶体生长速度小时，则易形成细粒结构、隐晶质结构或玻璃质结构；L

当成核密度小，晶体生长速度大时，则易形成粗晶结构。当过冷度较小时，晶体的生长速度常大于成核密

度，这时易形成粗晶结构，它常发生在深成岩中。当过冷度较大时，则成核密度远高于晶体生长速度，这时易形成细粒结构、隐晶质结构甚至玻璃质结构，它主要出现在喷出条件下。人工

花岗质岩浆（加3.5wt%H2O)的成核密度和晶体生长曲线Pl-斜长石；Af-碱性长石；Q-石英粗线-生长速度；细线-成核密度

据Swanson

S

E(1977)（3）矿物的自形程度&

火成岩中的矿物根据其晶形发育的完善程度，可区分为：

自形晶

半自形晶

他形晶&

相应地，火成岩的结构根据矿物的自形程度分为:

全自形粒状结构

半自形粒状结构

他形粒状结构Q

全自形粒状结构L

岩石基本全部由自形晶矿物组成。在超镁铁岩（如纯橄岩、辉石岩）中有时可见到这种结构，它们往往是由岩浆早期结晶出的矿物堆积而成。Q

半自形粒状结构L

组成岩石的矿物自形程度不一致，既有自形，也有他形，但多数呈半自形，大部分侵入岩具有这种结构，其中尤以花岗岩中最常见。Q

他形粒状结构L

岩石全由晶形不规则的他形晶矿物颗粒组成。&最常见的他形粒状结构发育于细晶岩中，由他形长石和石英所构成，因此又称为细晶结构。（4）组成岩石矿物颗粒的相互关系&

火成岩根据矿物颗粒之间或矿物与玻璃质之间的相互关系，可区分出一系列结构，如辉长结构、辉绿结构、海绵陨铁结构……..，这些结构类型在讲述各大类岩石时作详细介绍。1利用火成岩结构判断矿物晶出顺序的三条原则：(3)

相互关系L

大的结晶早，小的结晶晚。L

自形程度好的较自形程度差的形成早。（二）火成岩的矿物生成顺序(1)

自形程度(2)

颗粒大小L被包者结晶早，这条原则在应用时有例外，如固溶体的出溶，岩浆期后的蚀变均会导致相反的结论。2

反应系列L岩浆在结晶过程中先析出的矿物由于物理化学条件的改变会与剩余岩浆发生反应，使矿物成分发生变化并产生新的矿物，随着温度的降低，反应继续进行，便有规律地产生一系列矿物。（1）主要内容：Bowen’s

reaction

series,

showing

the

sequence

of

minerals

that

crystallize

as

aninitially

mafic

magma

cools

under

ideal

conditions

(such

that

the

early-formingcrystals

remain

in

contact

with

the

still-liquid

magma,

enabling

them

toexchangeionswith

it).A

zoned

plagioclasecrystal.

The

crystal’souter

layer

isdominated

by

sodiumions,

which

replacedearlier-bondingcalcium

ions

as

thecrystal

continued

toreact

with

ions

in

thesurrounding

magma

asit

cooled.Textures

illustrating

Bowen’sreaction

series.Zoned

plagioclase

crystal

inandesite,

pro