《岩石学》课件第二章结构构造

?岩石学?课件第二章结构构造00结构是指组成岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自形程度和矿物间(包括玻璃)相互关系。构造是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其它组成局部之间的排列、充填方式等。球粒结构〔球颗结构〕脱玻化后，针状雏晶集合可形成球粒，它由中心向外呈放射状生长、正交偏光下呈十字消光的球状生成物，也可呈束状、扇状等。

如果球粒组成是长英质，那么称为球粒结构。多见于中酸性、酸性岩石中。如果球粒组成是辉石和斜长石，那么称球颗结构。多见于基性火山岩中。岩浆直接快速冷凝也可以形成与脱玻化类似的雏晶结构、球粒〔颗〕结构、微晶结构和霏细结构等结构。霏细结构脱玻化到达一定程度时，可形成极细的、它形的长英质矿物颗粒的微晶集合体，颗粒间界线模糊，形状不规那么，宏观为隐晶质，称霏细结构。

〔二〕岩石中矿物的颗粒大小1、显晶质结构肉眼观察时根本上能分辨矿物颗粒者。按矿物颗粒绝对大小分为：

(1)粗粒结构：>5mm

(2)中粒结构：5～2mm

(3)细粒结构：2～0.2mm

(4)微粒结构：附:>1cm的矿物，称为巨晶结构；>3cm的称伟晶结构。2、隐晶质结构矿物颗粒很细，肉眼无法分辨出矿物颗粒者。如果在显微镜下可以看清矿物颗粒者，称显微晶质结构；如果镜下只有偏光反映，而无法分辨矿物颗粒者，称显微隐晶质结构。根据矿物颗粒的相对大小分为：

(1)、等粒结构：岩石中同种主要矿物大致相等。

(2)、不等粒结构：岩石中同种主要矿物大小不等，之间为连续过渡。(3)、斑状及似斑状结构：岩石中所有矿物颗粒可分为大小截然不同的两群，大的称为斑晶，小的称为基质，其中没有中等大小的颗粒，这点可与不等粒结构相区别。

斑状与似斑状结构的区别：如果基质为隐晶质及玻璃质，那么称斑状结构；如果基质为显晶质，那么称似斑状结构，与斑晶为同一世代的产物。斑状结构等粒结构不等粒结构似斑状结构斑状结构是浅成岩和喷出岩的重要结构类型。斑晶一般是在深处〔岩浆房〕或上升过程中晶出的，在地表条件下不稳定。常形成：熔蚀结构和暗化边结构深部结晶的斑晶在随岩浆上升过程中，因压力降低使斑晶的熔点降低、或因岩浆在地表氧化温度升高，造成斑晶熔蚀，形成浑园状、港湾状形态，称熔蚀结构，如石英；含挥发分的斑晶〔角闪石、黑云母等〕，因低压、高温氧化、脱水等原因常发生分解，在斑晶边缘形成不透明分解物〔磁铁矿及高温无水的透长石、白榴石、橄榄石、辉石等细粒集合体〕，称暗化边结构。斑状结构与似斑状结构主要区别斑状结构似斑状结构基质隐晶质或玻璃质显晶质熔蚀、暗化斑晶有斑晶无斑晶与基质成分斑晶与基质成分不同，斑晶不一定是岩石主要成分斑晶与基质成分相同，斑晶可以是岩石主要成分晶出时间不同世代，先后结晶基本同时形成形成环境喷出岩（部分浅成岩）深成岩（部分浅成岩）〔三〕岩石中矿物的自形程度1、自形晶结构

岩石主要由自形晶的矿物颗粒组成。形成晶面平直、较为规那么的形态。说明岩浆中矿物结晶中心少，结晶时间长，有足够的空间或者矿物结晶能力强。2、半自形晶结构

岩石主要由半自形晶的矿物颗粒组成。形成局部平直、规那么的晶面，其它的晶面发育不好，呈不规那么的形态。3、它形晶结构

组成岩石的主要矿物颗粒多呈不规那么的形态—它形晶，没有平直、规那么的晶面。说明岩浆结晶中心较多，矿物几乎同时结晶，在没有足够的结晶时间和空间条件下形成。半自形结构它形结构〔四〕岩石中矿物颗粒间的相互关系指矿物之间和矿物与隐晶质之间的相互关系。常见有：环带结构、反响边结构、交生结构〔文象结构、蠕虫结构、条纹结构〕、包含结构、填隙(间)结构等。1、环带结构矿物从中心向边缘呈环带状、由不同成分组成，镜下消光位不同。常见于固溶体系列矿物中，如斜长石、辉石、钾长石等，以斜长石最常见。分类：由中心向边缘，An分子递减称为正环带；An分子递增称为反环带；交替变化称为韵律环带。成因：固溶体成因。反响矿物与被反响矿物同属一类矿物〔即固溶体系列矿物〕，仅端元成分及光性方位有差异，因而呈现为环带状特征。

2、反响边结构早生成的矿物与熔浆发生反响，当反响不彻底时，在早生成的矿物外圈形成另一种新矿物，完全或局部包围早结晶的矿物，呈现为环带状或近似环带状特征。。例如橄榄石外围具辉石反响边，辉石外围又具角闪石、黑云母反响边。与环带结构类似，不同的是反响生成矿物与被反响矿物不属一类矿物〔即不是固溶体系列矿物〕。右侧橄榄石具双重边，内层顽火辉石，外层为纤维状普通角闪石。PyxHbl3、交生结构

两种矿物互相穿插、有规律地生长在一起。〔1〕文象结构许多石英呈一定的外形(如尖棱形、象形文字形等)，有规律地镶嵌在钾长石中，石英在正交偏光下同时消光。分类：肉眼可见的称文象结构，镜下可见的称显微文象结构。成因：长石和石英在共结点同时结晶形成。〔2〕蠕虫结构在斜长石和碱性长石的接触部位，往往斜长石的边缘形成许多细小的形似蠕虫状、指状的石英，穿插生长在长石中。石英的消光位一致。成因：共结蠕虫。固溶体分解蠕虫。交代蠕虫：斜长石交代钾长石，多余的SiO2析出，生成蠕虫状石英，被包裹于斜长石中。〔3〕条纹结构主要见于条纹长石。表现为钾长石和钠长石有规律交生。分类：正条纹结构、反条纹结构。正条纹结构：主晶为钾长石，客晶为钠长石，呈条纹。反条纹结构：主晶为钠长石，客晶为钾长石，呈条纹。成因：固溶体成因：客晶条纹具定向性，均匀分布，形态规那么。如钛铁矿与磁铁矿别离过程。交代成因：客晶条纹较主晶新鲜，呈不规那么的树枝状、网脉状，定向性不明显，顺主晶的裂隙、解理、边缘分布。4、包含结构

较大的矿物包含另一种较小的矿物。也称为包含嵌晶结构。如果辉石或橄榄石中包含许多自形柱状的斜长石晶体，称嵌晶含长结构。成因：被包裹的矿物结晶较早，而包裹它的矿物结晶较晚，可作为分析岩浆中矿物结晶顺序的证据。5、填隙(间)结构

斜长石微晶间隙内充填有辉石等暗色粒状矿物，或者隐晶质、玻璃质等。浅成岩或喷出岩石中常见。充填粒状矿物称间粒结构，充填隐晶质-玻璃质称间隐结构，充填二者的过渡类型，称间粒-间隐结构。

岩石中其它特殊结构，将在以后各章节中介绍。6.交织结构喷出岩的基质中，斜长石微晶呈交织状或半平行排列。假设其中玻璃质含量明显，称玻晶〔基〕交织结构。因在安山岩中常见，又称安山结构。7.粗面结构喷出岩的基质中，钾长石微晶呈交织状或半平行排列。〔五〕岩浆岩结构与岩浆冷凝条件的关系根据热力学平衡观点，岩浆中矿物在液-固相线的析出温度开始晶出。但这是理论温度，实际析出温度往往低于液-固相线温度，过冷状态下进行的，即低于其熔点假设干度的条件下结晶的。有两方面的原因：〔1〕结晶开始后，放出结晶热，使刚晶出的晶体重新熔化。因此，晶体的析出，还需要下降到更低的温度。〔2〕矿物结晶时，离子之间需要进行调整、迁移、组合。但是，由于岩浆粘度较大，离子之间扩散、组合受到阻力，未能在正常结晶温度下顺利析出，而产生过冷状态。1.有关概念过冷度：是指岩浆的液相线温度〔TA〕与岩浆中晶体析出的实际温度〔TB〕的差值。过冷度的大小，用ΔT表示:ΔT=TA-TB它直接影响着岩浆的结晶能力，即与晶体的成核密度和生长速度有关。成核密度：单位体积内的晶核数，以“晶核数/cm3〞表示。晶体生长速度：是指单位时间内晶体粒径生长的大小，以“cm/s〞或“um/s〞表示。理想的成核及生长速度曲线（虚线为生长速率，实线为成核密度）CD晶体生长过程：处于稳定态的一种溶液，随温度下降，一旦进入过冷却或过饱和状态时，体系中就具有结晶的趋向，局部原子〔离子〕由液相中的高能量自由态向固相中的低能量自由态转变，使体系减少自由能，形成新相。核胚：晶核出现前，首先要出现核胚。晶核：液相中的原子、离子、分子等质点按照矿物的晶体结构一个个逐渐移动添加到核胚上，生成稳定的晶核。刚到析出温度时核胚出现的数量较少，液相的溶解度较大，核胚很难长大成晶核，容易再次溶入液体而消失，液-固相处于化学动态平衡。随温度下降，核胚的形成数大于溶解数，核胚才会形成较大的晶核而稳定存在。晶体：在此根底上，继续生长成为晶体。因此，成核速率取决于单位体积中液相中核胚的数目外，还取决于质点加到核胚的速率〔即生长速度〕。晶体结晶过程〔结晶能力〕包括成核速率和晶体生长速度两个过程。过冷度大，导致岩浆粘度增大，质点扩散能力降低，结晶能力随之降低。2.过冷度与岩浆岩结构的关系岩浆在不同的深度环境下冷凝时，由于散热冷却快慢、挥发份出溶速率不同，过冷度不同，导致岩浆结晶程度及大小等特征出现差异。1)岩浆在地壳深部冷凝时，冷却缓慢、过冷度小，结晶作用主要发生在A区，晶体生长速度大于形成结晶中心〔晶芽〕的速度，已析出的晶芽可以缓慢地在较大的生长空间里充分生长发育，因此，全部结晶，晶体粗大，晶形较好，构成伟晶、巨粒、粗粒结构。2)岩浆在地壳浅部，冷却较快的情况下冷凝时，结晶作用主要发生在B区，形成结晶中心〔晶芽〕的速度大于晶体生长速度，众多晶芽同时形成，互相争夺生长空间，相互干扰生长形态，形成细小晶粒，结果发育不完善，构成中粒、细粒结构。3)岩浆喷出地表或接近地表，在冷却很快的条件下冷凝时，结晶作用在C区，结晶中心〔晶芽〕形成及晶体生长速度都大为减弱，但前者仍大于后者，结晶中心形成较多，晶体生长速度很小，结晶能力很弱，形成微晶结构，隐晶质结构、霏细结构或半晶质〔斑状〕结构。4)岩浆喷出地表，冷却迅速时，凝固作用主要发生在D区，过冷度大，来不及结晶，几乎形不成结晶中心〔晶芽〕，更谈不上晶体生长，常形成非晶质〔玻璃质〕结构或半晶质〔斑状〕结构。CD〔五〕岩浆岩结构与岩浆冷凝条件的关系总结：1.一般讲，早结晶的矿物结晶温度高，冷凝慢，且生长空间较大，因此岩石中矿物的颗粒较为粗大，晶形较好。因此，当岩石中矿物颗粒较为粗大、晶形较好时，可能说明该矿物的结晶时间较早。2.晚结晶的矿物结晶温度较低，冷凝较快，且仅能在早结晶矿物留下的剩余空间内生长，空间受到限制，因此岩石中矿物颗粒小，晶形不完整或不规那么。因此，当岩石中矿物颗粒较小、晶形发育不完整或不规那么时，可能说明该矿物结晶时间较晚。研究意义：有助于了解岩浆岩的形成环境、岩浆岩的成因、矿物间相互关系、岩浆岩形成后的变化等内容。二、矿物结晶顺序确实定判定矿物结晶顺序的原那么1、矿物颗粒的相对自形程度

自形程度高的一般析出较早，自形程度低的析出较晚。但矿物本身的结晶能力必须充分注意。2、矿物间的相互包裹关系

通常认为被包裹的矿物一般早于包裹它的矿物。但需谨慎，如分解条纹长石、文象结构中的石英。3、矿物的晶体大小

在常见的斑状结构中，大晶体一般先结晶，而小晶体常常后结晶。但对某些交代斑晶那么相反。4、根据矿物的共生组合关系

例如花岗岩中出现榍石与绿泥石〔榍石和绿泥石是后期蚀变矿物〕。可能是绿泥石交代黑云母后，析出Ti、Ca等元素生成榍石。三、岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物集合体之间或与岩石其它组成局部(如玻璃质)之间的排列方式及充填方式所表现出来的特点。

构造受多方面因素影响，与岩浆结晶时的物化环境、岩浆的侵位机制、侵位时的构造应力状态、岩浆冷凝时是否仍在流动等因素有关。1、块状构造(均一构造)

组成岩石的矿物在整块岩石中分布是均匀的，岩石各局部在成分上或结构上都是一样的。一般说明岩浆的静止、稳定的结晶作用。2、带〔层〕状构造

岩石在垂向上出现不同成分的岩石彼此逐层交替，或者是成分相同但结构、颜色及造岩矿物成分或含量不同的差异性交替变化，岩石彼此逐层交替呈带状、条带状彼此平行或近于平行。形成于结晶条件发生周期性变化或因结晶分异发生堆晶作用时。3、斑杂构造

岩石不同部位的颜色、矿物成分、结构、构造差异很大，整个岩石不均一，斑斑块块，杂乱无章。形成于同化混染围岩物质或岩浆的屡次脉冲侵入。4、球状构造

侵入体中有一些球体，每个球体中矿物围绕某些中心呈同心层分布、或放射状生长成球状体。5、晶洞构造和晶腺构造

在侵入岩中出现的孔洞称为晶洞构造，如果孔壁上生长着排列很好的晶体那么称为晶腺构造。6、气孔构造和杏仁构造

陆相喷出岩中常见的构造，主要见于熔岩层之项部。由于岩浆冷凝，快速降压，导致挥发组分的大量出溶，上升聚集于岩流顶部，膨胀，冷凝后留下的气孔。气孔的拉长方向，指示岩流流动的方向。但是，海相喷出岩〔如深海玄武岩、细碧岩〕中的气孔一般不发育或很小。水底喷出的熔岩，当水深大于400m时，因环境压力较大，不易形成气孔。当气孔被岩浆期后矿物所充填，那么形成杏仁构造。常见方解石、沸石、石英、绿泥石等充填。7、枕状构造

是指海底溢出的熔岩或陆地流入海水中的熔岩，遇水淬冷，形成枕状熔岩体，并且被沉积物、火山物质胶结起来。枕状体具玻璃质冷凝边。当水体深度不大时，可以形成气孔，呈同心层状或放射状分布，中部有空腔。是岩浆水下喷发的典型构造，判定海相火山岩的一个重要标志。8、流动构造

岩浆在流动过程中冷凝固结，造成岩浆中不同组分、不同特征拉长定向排列。在粘度较大的酸性熔岩中最为特征。〔1〕流纹构造喷出岩中不同颜色、不同成分的条纹、条带和球粒、雏晶及拉长的气孔定向排列的现