火成巖
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火成巖或稱巖漿巖，是指巖冷卻后（地殼里噴出的巖漿，或者被融化的現(xiàn)存巖石），成形的一種巖石?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)700多種巖漿巖，大部分是在地殼里面的巖石。常見的巖漿巖有花崗巖、安山巖及玄武巖等。一般來說，巖漿巖易出現(xiàn)于板塊交界地帶的火山區(qū)。
目錄 |
簡介
火成巖（IgneousRock）由巖漿（Magma）直接凝固而成。高溫之巖漿在從
液態(tài)冷卻中結(jié)品成多種礦物，礦物再緊密結(jié)合成火成巖。化學(xué)成分各異之巖漿，最後成為礦物成分各異之火成巖，種類繁多，細分之有數(shù)百種。如依其含矽量之高低做最簡明之分類，火成巖有酸性（Acidic）、中性（Intermediate）、基性（Basic），及超基性（Ultrabasic）四大類。同時火成巖之晶體，因結(jié)晶時在地下之深度 不一亦有粗細之別；將此分別代表深淺之粗細做為礦物成分以外之另一分類依據(jù)。
火成巖可分成如次之種類：晶體粗大之酸性火成巖為花岡巖（Granite），細小至肉眼不能辨識者為流紋巖（Rhyolite）；晶體粗大之中性火成巖為閃長巖（Diorite）細小者為安山巖（Andesite）；晶體粗大之基性火成巖為輝長巖（Gabbro），細小者為玄武巖（Basalt）；晶體粗大之超基性火成巖為橄欖巖（Peridotite），此種火成巖無晶體細小者。晶體特大之火成巖統(tǒng)稱偉晶巖（Pegmatite），但應(yīng)指明其為偉晶花岡巖、偉晶閃長巖，或偉晶輝長巖。此外，不論其成分如何，巖漿在地面凝固時通常不暇結(jié)晶。此等不結(jié)晶火成巖均為火山巖，或成塊狀無結(jié)構(gòu)之玻璃，酸性及中性者成黑耀石（Obsidian）或浮石（Pumice），基性者成玻璃質(zhì)玄武巖（BasalticGlass），或在噴發(fā)時破碎成火山角礫巖（VolcanicBreccia）或凝灰?guī)r（Tuff）。 火成巖以巖基或巖脈形體侵入較古巖層，倘再穿至地面，則成火山。 火成巖不僅為一切其他巖石之原料及多種礦產(chǎn)之母體，且為全球水分之來源。不論在深處或淺處，火成巖通常僅在地殼正有犟烈活動之時地出現(xiàn)，并非一時處處或一處時時有為火成巖前身之巖漿活躍。巖漿在地下或噴出地表后冷凝形成的巖石。又稱巖漿巖。大部分火成巖是結(jié)晶質(zhì)的，小部分是玻璃質(zhì)?；鸪蓭r的形成溫度較高，一般介于700～1500℃之間。巖漿在地下冷凝固結(jié)形成的巖石稱侵入巖；噴出地表冷凝固結(jié)形成的巖石稱噴出巖。火成巖主要由硅酸鹽礦物組成，在地殼中具有一定的產(chǎn)狀、形態(tài)。許多金屬礦產(chǎn)與非金屬礦產(chǎn)都與火成巖有關(guān)，有時它本身就是重要的礦產(chǎn)資源?！ ?/p>
分類
巖漿巖以形成地點，紋理，化學(xué)成分和巖石形狀分類。
形成地點
巖漿巖分為火山巖（外部）、淺成巖和深成巖（內(nèi)部）：
淺成巖是巖漿在地下，侵入地殼內(nèi)部3-1.5千米的深度之間形成的火成巖，一般為細粒、隱晶質(zhì)和斑狀結(jié)構(gòu)； 深成巖是巖漿侵入地殼深層3千米以下，緩慢冷卻相成的火成巖，一般為全晶質(zhì)粗粒結(jié)構(gòu)；亦名侵入巖。
火山巖在火山爆發(fā)巖漿噴出地面之后，再經(jīng)冷卻形成，所以又名噴出巖，由于冷卻較快，所以一般形成細?；虿Ａз|(zhì)的巖石。
紋理
巖漿巖最明顯的分別是紋理，主要與組成晶子（粒子）的大小和形狀相關(guān)。
粒度
根據(jù)晶子粒的大小，巖漿巖分成五類：
偉晶巖質(zhì)，有非常大的顆粒
晶巖質(zhì)，只有大的顆粒
斑狀，有一些大顆粒和一些小顆粒
非顯晶質(zhì)，只有小顆粒
玻璃狀，沒有顆?！ ?/p>
晶體結(jié)構(gòu)
晶體形狀也是紋理的一個重要因素，以此分成三類：
全角：晶體形狀完全保存。
半角：晶體形狀部分保存。
他形：認不出晶體方向。。
其中以第3項居多
化學(xué)成分
巖漿巖以兩種化學(xué)成分分類：
二氧化硅的含量:
酸性火成巖含量>66%
中性火成巖含量66%~52%
基性火成巖含量52%~45%
超基性火成巖含量45%~40%
石英，堿長石和似長石的含量：
長英質(zhì)：含量很高，一般顏色較淺，密度較低。
鐵鎂質(zhì)：含量低，顏色深，而且密度較高?！ ?/p>
物質(zhì)組成
①化學(xué)成分。主要由氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、鈦、錳、氫、磷
等12種元素組成。它們被稱為造巖元素，約占火成巖總重量的99％以上，尤以氧最多，占總重量的46％以上。其余所有元素的重量總和還不到1％。它們常用氧化物百分數(shù)表示（表1）。SiO2是巖漿巖中最重要的一種氧化物，其含量是巖石分類的一個主要參數(shù)。如SiO2含量大于65％的火成巖稱酸性巖，含量52％～65％者為中性巖，45％～52％者為基性巖，小于45％者為超基性巖。K2O＋Na2O重量百分數(shù)之和稱為全堿含量，也是巖石分類的一個重要參數(shù)。除12種主要元素外，火成巖中還含有許多種微量元素，如Au、Ag、As、B、Ba、Be、Cu、Pb、Zn、F、Cl、S、Ce、Li等。
②礦物成分。常見的礦物有20多種，通稱造巖礦物（表2）。依其化學(xué)
成分可分為兩類。硅鋁礦物，SiO2與Al2O3含量高，不含F(xiàn)eO、MgO，如石英類、長石類和似長石類。這類礦物顏色淺，故也稱淺色或淡色礦物。鐵鎂礦物，F(xiàn)eO和MgO的含量較高，SiO2含量較低。如橄欖石類、輝石類、角閃石類及黑云母類等。這類礦物的顏色較深，故又稱深色或暗色礦物。硅鋁礦物和鐵鎂礦物在火成巖中的比例是巖石鑒定和分類的重要標志之一?；鸪蓭r的礦物成分和化學(xué)成分取決于巖漿來源，也取決于巖漿演化成巖的總過程。如來自幔源的巖漿富含鐵、鎂、鉻等元素，形成的巖石以鐵鎂礦物為主，而來自殼源的巖漿富含硅鋁元素，形成的巖石以硅鋁礦物為主，花崗質(zhì)巖漿在演化過程中與碳酸鹽巖接觸交代形成的矽卡巖以含鈣礦物為主等。
結(jié)構(gòu)構(gòu)造指組成火成巖的礦物及其集合體的形態(tài)、外貌和相互關(guān)系。它既是巖石分類命名的重要依據(jù)，也是巖石形成時的物理化學(xué)條件的反映（如巖漿性質(zhì)、圍巖性質(zhì)、構(gòu)造環(huán)境等）。借助結(jié)構(gòu)構(gòu)造的研究，可以幫助解決火成巖的成因、演化等問題。①常見的火成巖結(jié)構(gòu)：反映火成巖結(jié)晶程度的有全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)（多見于深成巖）、玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)（多見于酸性噴出巖）和半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)（多見于淺成巖和超淺成巖的邊緣相）；反映礦物自形程度的有自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)和半自形粒狀結(jié)構(gòu)等；反映礦物顆粒間相互關(guān)系的有交生結(jié)構(gòu)、反映邊結(jié)構(gòu)、環(huán)帶結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)和填隙結(jié)構(gòu)等。②常見的構(gòu)造：反映侵入巖的構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、帶狀構(gòu)造、斑雜構(gòu)造、晶洞構(gòu)造、流動構(gòu)造、原生片麻狀構(gòu)造等；反映噴出巖的構(gòu)造有氣孔狀、杏仁狀構(gòu)造(多見于熔巖層的頂部)、枕狀構(gòu)造（多見于海相基性熔巖）、流紋構(gòu)造（多見于酸性熔巖）、柱狀節(jié)理構(gòu)造（多見于厚層狀基性熔巖）?！ ?/p>
產(chǎn)狀和相
①產(chǎn)狀。指巖體的形態(tài)、大小和與圍巖的關(guān)系。噴出巖的產(chǎn)狀有熔透式（火
山噴口粗大，巖漿大面積溢出）、裂隙式（巖漿沿大的斷裂裂隙噴出地表）和中心式（巖漿沿頸狀管道噴出地表）；侵入巖的產(chǎn)狀有整合侵入體(如巖盆、巖蓋)、不整合接觸侵入體（如巖墻、巖株等）。
②相。指由于生成環(huán)境不同而產(chǎn)生的巖石部分與整個巖體間總的外貌和特征。常見的火成巖相：反映噴出巖的有溢流相、爆發(fā)相、火山頸相、次火山相、火山沉積相等；反映侵入巖的有深成相、中深成相、淺成相以及內(nèi)部相、邊緣相等。巖石類型根據(jù)巖石的礦物成分和化學(xué)成分，可分為超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖和堿性巖。
①超基性巖。SiO2含量小于45％，貧堿，富鐵鎂，長石含量少，以鐵鎂等暗色礦物為主，如橄欖巖，輝石巖、苦橄巖等。
②基性巖。SiO2含量為45％～52％，富鈣、鉛、鎂，貧堿，主要礦物為中性斜長石和輝石，如輝長巖、輝綠巖和玄武巖等。
③中性巖。SiO2含量為52％～65％，主要礦物為中性斜長石和角閃石，主要類型有閃長巖、二長巖、閃長玢巖、安山巖等。
④酸性巖。SiO2含量大于65％，鐵、鎂、鈣含量少，主要礦物為石英、鉀長石、酸性斜長石和少量黑云母，如花崗巖、花崗閃長巖、花崗斑巖、流紋巖等。
⑤堿性巖。SiO2含量較低，堿質(zhì)含量較高，主要礦物為堿性長石、霞石、堿性輝石和堿性閃石等，如霞石正長巖、霞石正長斑巖和粗面巖、響巖等?！ ?/p>
巖石種類
漿巖主要由硅酸鹽礦物組成，此外，還常含微量磁鐵礦等副礦物。根據(jù)巖石SiO2含量，巖漿巖可分為四大類：超基性巖：SiO2＜45%；基性巖：SiO2=45～52%；中性、堿性巖：SiO2=52～6
5%；酸性巖：SiO2＞65%。巖石的堿度即指巖石中堿的飽和程度，巖石的堿度與堿含量多少有一定關(guān)系。通常把Na2O+K2O的重量百分比之和，稱為全堿含量。Na2O+K2O含量越高，巖石的堿度越大。A.Rittmann1957年考慮SiO2和Na2O+K2O之間的關(guān)系，提出了確定巖石堿度比較常用的組合指數(shù)（σ）。σ值越大，巖石的堿性程度越強。每一大類巖石都可以根據(jù)堿度大小劃分出鈣堿性、堿性和過堿性巖三種類型。σ9時，為過堿性巖。除了巖石化學(xué)成分之外，礦物成分也是巖漿巖分類的依據(jù)之一。在巖漿巖中常見的一些礦物，它們的成分和含量由于巖石類型不同而隨之發(fā)生有規(guī)律的變化。如石英、長石呈白色或肉色，被稱為淺色礦物；橄欖石、輝石、角閃石和云母呈暗綠色、暗褐色，被稱為暗色礦物。通常，超基性巖中沒有石英，長石也很少，主要由暗色礦物組成；而酸性巖中暗色礦物很少，主要由淺色礦物組成；基性巖和中性巖的礦物組成位于兩者之間，淺色礦物和暗色礦物各占有一定的比例。根據(jù)產(chǎn)狀，也就是根據(jù)巖石侵入到地下還是噴出到地表，巖漿巖又可以分為侵入巖和噴出巖。侵入巖根據(jù)形成深度的不同，又細分為深成巖和淺成巖。每個大類的侵入巖和噴出巖在化學(xué)成分上是一致的，也就是說巖漿成分是相似的，但是由于形成環(huán)境不同，造成它們的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造有明顯的差別。深成巖位于地下深處，巖漿冷凝速度慢
，巖石多為全晶質(zhì)、礦物結(jié)晶顆粒也比較大，常常形成大的斑晶；淺成巖靠近地表，常具細粒結(jié)構(gòu)和斑狀結(jié)構(gòu)；而噴出巖由于冷凝速度快，礦物來不及結(jié)晶，常形成隱晶質(zhì)和玻璃質(zhì)的巖石。根據(jù)上述原則，首先把巖漿巖按酸度分成四大類，然后再按堿度把每大類巖石分出幾個巖類，它們就是構(gòu)成巖漿巖大家族的主要成員。比如超基性巖大類：鈣堿性系列的巖石是橄欖巖-苦橄巖類；偏堿性的巖石是含金剛石的金伯利巖；過堿性巖石為霓霞巖-霞石巖類和碳酸巖類?；詭r大類：鈣堿性系列的巖石是輝長巖-玄武巖類；相應(yīng)的堿性巖類是堿性輝長巖和堿性玄武巖。中性巖大類：鈣堿性系列為閃長巖-安山巖類；堿性系列為正長巖-粗面巖類；過堿性巖石為霞石正長巖-響巖類。酸性巖類：主要為鈣堿性系列的花崗巖-流紋巖類?！ ?/p>
巖石成因
起源
根據(jù)目前研究，巖漿起源于上地幔和地殼底層，并把直接來自地幔或地殼底層的巖
漿叫原始巖漿。巖漿巖種類雖然繁多，但原始巖漿的種類卻極其有限，一般認為僅三、四種而已，即只有超基性(橄欖)巖漿、基性(玄武巖漿)、中性(安山)巖漿和酸性(花崗或流紋)巖漿。當然，對這個問題的認識也經(jīng)過一個長期歷史發(fā)展過程。在十九世紀中葉布恩森(Bonson,1851)曾提出有玄武巖漿和花崗巖漿兩種原始巖漿的主張，但關(guān)于花崗巖漿的論點一直未受重視，一些學(xué)者卻堅持認為只有一種玄武巖漿，而所有的巖漿巖都是由玄武巖漿派生出來的。這就是本世紀初至20年代期間風行一時的巖漿成因一元論。最早提出一元論者是戴里(Daly)和鮑文。但一元論不能解釋這樣一個眾所周知的地質(zhì)事實，即花崗巖在大陸地殼中的分布要比玄武巖廣得多，例如據(jù)計算，花崗巖的分布面積比玄武巖大五倍，比其他深成巖大二十倍，并且花崗巖幾乎不與玄武巖共生。進入本世紀三十年代，列文生—列森格和肯尼迪(Kenndy,1933)根據(jù)花崗巖和玄武巖同為地殼中分布最廣的巖漿巖這一事實，又重新昌導(dǎo)花崗巖漿和玄武巖漿兩種原始巖漿的論點，即所謂巖漿成因二元論。本世紀中期前后，有人針對環(huán)太平洋“安山巖線”和阿爾卑斯型超基性侵入巖這種地質(zhì)事實，又提出了安山巖漿和橄欖巖漿的論點。于是進入了所謂巖漿成因的多元論階段。目前認為種類繁多的
火成巖巖漿巖就是從橄欖巖漿、玄武巖漿、安山巖漿、花崗巖漿通過復(fù)雜的演化作用形成的。這幾種原始巖漿是上地幔和地殼底層的固態(tài)物質(zhì)在一定條件下通過局部熔融(重熔)產(chǎn)生的。局部熔融是現(xiàn)代巖漿成因方面的一個基本概念，大致解釋如下：和單種礦物比較起來，巖石在熔化時有
下列兩個特點：第一，是巖石的熔化溫度低于其構(gòu)成礦物各自單獨熔化時的熔點；第二，是巖石從開始熔化到完全熔化有一個溫度區(qū)間，而礦物在一定的壓力下僅有一個熔化溫度。巖石熔化時之所以出現(xiàn)上述特點，是因為巖石是由多種礦物組成的，不同的礦物其熔點也不相同，在巖石熔化時，不同礦物的熔化順序自然不同。一般的情況是：礦物或巖石中SiO2和K2O含量愈高，即組分愈趨向于“酸性”,愈易熔化，稱為易熔組分；反之，礦物或巖石中FeO、MgO、CaO含量愈高，即組分愈趨于“基性”,愈難熔化，稱為難熔組分。所以，巖石開始熔化時產(chǎn)生的熔體中SiO2、K2O、Na2O較多，熔體偏于酸性，隨著熔化溫度的提高，熔體中鐵、鎂組分增加而漸趨于基性。表中列出了巖屑砂巖在水壓為2000巴時所做的熔化實驗數(shù)據(jù)。由該表可知，熔體成分變化十分明顯，在690℃至730℃之間局部熔融現(xiàn)象很清楚。熔體成分中SiO2含量隨著溫度的升高而降低，CaO、FeO、MgO組分增加。在780度時巖石大部分熔化，熔體逐漸接近于花崗閃長巖的成分，殘留少量難熔基性組分。根據(jù)上述試驗和地質(zhì)觀察，人們得出了局部熔融的概念，即在巖石開始熔化至全部熔化的溫度區(qū)間內(nèi)，巖石中的易熔組分(酸性組分)先熔化，產(chǎn)生酸性熔體，殘留體為較基性的難熔固體物質(zhì)。隨著溫度增高，熔體數(shù)量增加，其基性成分也逐漸增加；當溫度達到或超過巖石全部熔化的溫度時，巖石全部熔化，熔體成分和被熔化的原巖成分一致。巖石的局部熔融作用又叫重熔作用或深熔作用。巖石局部溶融基本是按石英—長石—橄欖石的順序進行。由于地殼深部和上地幔的溫度很高，固態(tài)地殼物質(zhì)和上地幔物質(zhì)同樣也會發(fā)生局部熔融或重熔作用，一般認為上地幔物質(zhì)的局部熔融產(chǎn)生橄欖巖漿、玄武巖漿、安山巖漿；而地殼深部(底層)巖石的局部熔融作用產(chǎn)生花崗巖漿?！ ?/p>
玄武巖漿
上地幔物質(zhì)(地幔巖)局部熔融的產(chǎn)物。目前推斷，在上地幔的不同深度上通過局部熔融產(chǎn)生三種巖漿，即：拉斑玄武巖漿：約小于15公里；高鋁玄武巖漿：約15～35公里；堿性玄武巖漿：約35～75公里;但也有人主張只有一種玄武巖漿。從玄武巖漿中可以直接冷凝結(jié)晶成玄武巖和輝長巖。玄武巖漿通過分異作用也可生成少量的中性巖和酸性巖，但自然界少見，僅是一種實驗和理論上的可能性?？墒峭ㄟ^玄武巖漿的分異作用產(chǎn)生超基性巖，則有充分的實驗、理論和地質(zhì)根據(jù)，例如前面提到的超基性—基性層狀侵入雜巖體就是最好的例證?！ ?/p>
花崗巖漿
是大陸地殼深部物質(zhì)重熔的產(chǎn)物。根據(jù)理論計算，在不同深度上可能形成性質(zhì)稍有差異的花崗巖漿。例如在約10公里的深度上形成活動性很弱的巖漿，許多巨型花崗巖巖基即由此種巖漿形成；大約在20公里深度上可生成活動性很強的巖漿，能夠上侵至地殼淺部形成淺成侵入體，以至噴出地表形成流紋巖。花崗巖漿通過同化作用可形成中性巖和堿性巖。但是，并非所有花崗巖均來自花崗巖漿。一些花崗巖是由混合巖化作用形成的。
安山巖漿
提出該巖漿存在的主要論點是環(huán)太平洋地區(qū)廣泛地分布著安山巖。板塊學(xué)說認為此種巖漿的生成模式是：當玄武巖洋殼到達海溝并向下俯沖時，玄武巖及其上覆的洋底沉積物發(fā)生局部熔融即可形成安山巖漿，其俯沖下插的深度達95公里時即可發(fā)生這一作用。
對于大陸內(nèi)部的安山巖，有人則認為是地幔或地殼深部局部熔融產(chǎn)生的安山巖漿活動的產(chǎn)物，其深度約為60公里?！ ?/p>
橄欖巖漿
是上地幔物質(zhì)大約在80至160公里的深度上局部熔融的產(chǎn)物。此種巖漿形成的侵入巖多沿深大斷裂或平行于褶皺帶的走向分布，許多獨立的超基性巖體呈串珠狀分布，構(gòu)成綿延數(shù)百公里的巖帶。如祁連山、歐洲阿爾卑斯山的超基性巖即屬此類。再次指出，關(guān)于原始巖漿及其起源問題極其復(fù)雜，許多問題并未得到圓滿解決，尚待進一步研究，在這一方面深部地球物理探測是一個很重要的手段?！ ?/p>
巖石演化
巖漿從開始產(chǎn)生直到固結(jié)為巖石，始終處在不斷的變化過程中；對于巖漿巖成
因具有直接意義的是巖漿侵入地殼、特別是侵入地殼淺部以后到凝固為巖石這一期間內(nèi)巖漿在物質(zhì)成分上發(fā)生的演化。該期間內(nèi)巖漿演化的基本過程是通過分異作用和同化作用，由少數(shù)幾種巖漿形成多種多樣的巖漿巖，并在適宜條件下形成一定的礦床。巖漿的分異和同化，是巖漿巖成因方面的基本問題，在理論上和實際上均具有很大意義?！ ?/p>
巖漿分異作用
巖漿可以通過兩種方式發(fā)生分異，即熔離作用和結(jié)晶分異作用，這是巖漿內(nèi)部發(fā)生的一種演化。
1.熔離作用
原來均一的巖漿，隨著溫度和壓力的降低或者由于外來組分的加入，使其分為互不混溶的兩種巖漿，即稱為巖漿的熔離作用。日常生活中的油—水關(guān)系可以做為這方面的例子。在煉鐵爐中熔煉鐵礦石時，在CaCO3和CaF2等外加熔劑作用下，鐵水和熔渣(硅酸鹽熔體)就分為互不混溶的兩個液層，鐵水比重大而下沉，熔渣輕而上浮，這是同天然熔離作用很相似的又一例子。此外，也有人把玄武巖熔化后做試驗，在玄武巖熔體加入CaF2，結(jié)果熔體也分為兩個液層，上部為相當于流紋巖巖漿的酸性熔體層，下部為相當于橄欖巖的超基性熔體層。目前認為，在天然的巖漿中硫化物、氧化物和硅酸鹽熔體可以發(fā)生熔離作用；一些含有銅鎳的基性巖漿在高溫時銅鎳硫化物熔體完全混溶于基性巖漿中，當溫度下降到某一限度后，此二種熔體即發(fā)生分離，銅鎳硫化物比重大而富集于底部成礦床，硅酸鹽熔體在上部固結(jié)成巖石。西南某地的含鉑硫化物礦床就是這樣形成。至于巖漿中不同的硅酸鹽熔體之間能否發(fā)生熔離作用，尚有爭議。不過一些人仍認為輝長巖中的條帶狀構(gòu)造和某些珍珠巖中的球粒是硅酸鹽熔離作用造成的。甚至近來有人提出在上地幔的巖漿源區(qū)就能夠發(fā)生深部熔離作用從而產(chǎn)生安山巖漿和玄武巖漿的論點，尚待研究。
2.結(jié)晶分異作用
礦物的結(jié)晶溫度有高有低，因此，礦物從巖漿中結(jié)晶析出的次序也有先有后。在巖漿冷凝過程中礦物按其結(jié)晶溫度的高低先后同巖漿發(fā)生分離的現(xiàn)象叫結(jié)晶分異作用。結(jié)晶分異作用在玄武巖漿中研究得最為完備，由鮑文和貝萊(Baliey)于本世紀20年代即完成了實驗和地質(zhì)方面的經(jīng)典研究，成為巖漿巖的理論支柱之一。玄武巖漿的結(jié)晶分異作用模式一般稱為鮑文反應(yīng)原理，即隨著巖漿溫度的降低，橄欖石首先結(jié)晶，并由于它比重大而沉落于巖漿體底部形成橄欖巖；繼而輝石—基性斜長石同時結(jié)晶并沉落于橄欖巖“層”之上形成輝長巖；角閃石—中性斜長石同時析出構(gòu)成閃長巖；而巖漿中越來越富SiO2、K2O、Na2O及揮發(fā)性組分，并慢慢地被已晶出的礦物“層”擠到巖漿體的頂部最后結(jié)晶出石英—鉀長石—酸性斜長石組合，即花崗巖。因為在這一分異過程中在礦物晶出后因其比重不同受重力作用而分別沉落、堆積，故又稱“重力結(jié)晶分異作用”。用這種理論能夠較圓滿地解釋層狀超基性—基性侵入巖雜巖體，并建立堆積巖理論。在有關(guān)層狀侵入體的礦床研究中，這種理論也得到了驗證，并起到了指導(dǎo)找礦的作用。所以，這種結(jié)晶分異觀點，經(jīng)過半個多世紀的實驗研究、理論探索和地質(zhì)觀察，對于層狀超基性—基性巖的成因解釋基本上得到了承認。但用玄武巖漿的分異作用解釋多數(shù)或全部巖漿巖的成因，尚有值得進一步研究的地方?！ ?/p>
同化混染作用
由于巖漿溫度很高，并且有很強的化學(xué)活動能力，因此它可以熔化或溶解與之相接觸的圍巖或所捕虜?shù)膰鷰r塊，從而改變原來巖漿的成分。若巖漿把圍巖徹底熔化或溶解，使之同巖漿完全均一，則稱同化作用；若熔化或溶解不徹底，不同程度的保留有圍巖的痕跡(如斑雜構(gòu)造等)，則稱混染作用。因同化和混染往往并存，故又統(tǒng)稱同化混染作用。此外，也有人把巖漿熔化或溶解圍巖并使之逐漸消失于巖漿中的過程叫同化作用；把因圍巖的熔化或溶解使巖漿成分受到外來物質(zhì)(圍巖)的污染(混染)而改變其原來成分的作用叫混染作用。顯然，同化與混染為同一過程，是巖漿與圍巖的相互作用，巖漿同化圍巖，圍巖則污染巖漿，因此，也一并稱為同化混染作用。一般同化混染作用中巖漿成分變化的規(guī)律是基性巖漿同化酸性(或富含SiO2)的圍巖時，巖漿向酸性變化(酸度增加)；反之，酸性巖漿同化基性(富含Ca、Fe、Mg)圍巖時，巖漿向基性方向變化(酸度降低)。按照鮑文反應(yīng)原理，基性巖漿可以同化酸性圍巖，但酸性巖漿難于同化基性圍巖。不過由于酸性巖漿往往富含揮發(fā)組份(CO2、H2O、F、Cl等)，因而有很強的溶解能力，雖然其溫度低些，但它也能發(fā)生強烈的同化作用。其中酸性巖漿同化碳酸鹽巖石(石灰?guī)r、白云巖)的作用具有重大意義，因為它不僅能形成許多小的中性巖侵入體，而且也往往伴有矽卡巖化形成所謂矽卡巖礦床，如銅、鐵、鎢礦等。在該同化作用中，大量Ca和Mg加入巖漿，使巖漿酸度降低，形成閃長巖或石英閃長巖，而在接觸帶上形成含石榴石和輝石的矽卡巖(變質(zhì)巖)。如長江中下游的許多中—酸性侵入巖體廣泛發(fā)育此種同化作用。在巖漿演化過程中，分異作用和同化混染作用可能同時進行；也可能以某種作用為主導(dǎo)。在實際工作中要根據(jù)具體對象進行分析，從而得出比較合乎實際的結(jié)論，以正確闡述巖漿巖的形成和分布規(guī)律，指導(dǎo)礦產(chǎn)預(yù)測與尋找工作。按照分異作用和同化作用的理想模式，各種巖漿巖的成因關(guān)系如下：
I、玄武巖漿的分異作用
玄武巖安山巖流紋巖玄武巖漿輝長巖閃長巖花崗巖(少量)堿性巖、輝綠巖、橄欖巖、輝石巖
II、花崗巖漿的同化混染作用(Ca、Fe、Mg加入)
英安巖—安山巖
花崗巖漿花崗閃長巖—閃長巖
正長巖—堿性巖
組合概念
各種巖漿巖在空間分布上、形成時間上、物質(zhì)成分上以及其成因上往往相互
聯(lián)系，彼此共生，按一定的規(guī)律以一種組合的形式出現(xiàn)，而且這種組合規(guī)律明顯地受構(gòu)造運動控制。為了闡述巖漿巖的共生組合規(guī)律，目前提出了一些組合概念，主要有巖漿雜巖體、巖漿巖建造、巖套和巖漿旋回等。現(xiàn)作簡要說明?！ ?/p>
巖漿巖雜巖體
巖漿巖雜巖體是具體的巖體組合，各巖體之間具有確定的地質(zhì)界線，但它們共同占據(jù)一個局部空間，彼此鄰接，大致同時形成，有同源關(guān)系，隸屬于同一地質(zhì)構(gòu)造單元。自然界中主要的雜巖體類型有：超基性—基性侵入巖雜巖體；中性—酸性侵入巖雜巖體；堿性侵入巖雜巖體，火山巖雜巖體。例如北京南口中—酸性侵入巖雜巖體是一個頗為典型的雜巖體。該雜巖體約由30多個中—小型巖體構(gòu)成，分布于400多平方公里的范圍內(nèi)。侵入活動主要發(fā)生在晚侏羅世，最晚可能延續(xù)到早白堊世，屬燕山運動的產(chǎn)物。
巖漿巖建造
巖漿巖建造是指相同的大地構(gòu)造環(huán)境中一定地質(zhì)發(fā)展階段上產(chǎn)生的幾個相似雜巖體的綜合和概括，不能用某種“地質(zhì)界線”加以圈定。一般分為火山巖建造和侵入巖建造，如地槽發(fā)展早期的細碧—角斑巖建造；地槽發(fā)展晚期的玄武巖—流紋巖建造；地槽發(fā)展中期的花崗閃長巖—花崗巖建造；地臺區(qū)的拉斑玄武巖—玄武巖建造等。一般說來，火山巖和侵入巖不能共同組成建造，因為它們產(chǎn)生于不同的構(gòu)造發(fā)展階段?！ ?/p>
巖套和巖漿旋回
巖套可以由幾個建造構(gòu)成，既有侵入巖，也有火山巖，甚至包括沉積巖和變質(zhì)巖，例如蛇綠巖套既包括細碧—角斑巖建造和輝長巖—橄欖巖建造，也包括硅質(zhì)巖、蛇紋巖。按造山期可分為前造山期巖套，造山期巖套和后造山期巖套。蛇綠巖套是前造山期巖套，發(fā)育于優(yōu)地槽中。巖漿旋回則是從構(gòu)造發(fā)展歷史的角度出發(fā)，把一定大地構(gòu)造區(qū)域整個發(fā)展階段上全部巖漿作用的總和歸并為一個巖漿旋回，例如造山運動可分為三期(階段)：前造山期或造山運動早期，主要是基性、超基性巖漿作用；中造山期主要是大規(guī)模酸性巖漿的侵入作用；后造山期(或造山晚期)主要為火山作用。此三個造山期中的巖漿作用，即構(gòu)成一個巖漿旋回。一個旋回可跨越幾個地質(zhì)時代?！ ?/p>
成巖結(jié)構(gòu)
成巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造，基本上是用肉眼在一塊手標本上，或者在一米見方的
野外露頭上就能觀察到的巖石特征，可以說是一項“微觀”考察吧！現(xiàn)在要談的，是在比較大的范圍內(nèi)考察，也可說是一項“宏觀”項目吧！這就是火成巖的產(chǎn)狀。所謂火成巖的產(chǎn)狀，是指火成巖體在地殼中產(chǎn)出（存在）的狀態(tài)，具體地說，就是野外所看到的整個巖體的模樣。當然，這也是在火成巖發(fā)育地區(qū)旅行時所必須了解的內(nèi)容?；鸪蓭r體產(chǎn)狀的具體內(nèi)容，包括巖體的大小、形狀及其與圍巖之間的關(guān)系，這是由構(gòu)造環(huán)境的特點所決定的。所以當對火成巖體的產(chǎn)狀有所了解以后，對火成巖的成因、形成的條件等方面也就有所認識了。先談火山巖的產(chǎn)狀，它的特點與火山的噴發(fā)方式有密切的關(guān)系。如果是中心式的噴發(fā)，則形成許多錐形的火山巖堆積，組成古火山群，例如山西大同所見到的第四紀火山群就屬于此種類型。如果是沿著地殼的斷裂帶分布的火山巖，或者說是由裂隙式的火山噴發(fā)而形成的，則出現(xiàn)線狀分布的火山群，如南京地區(qū)所見到的第三紀火山群。各地火山巖組成的物質(zhì)也有所不同，有的以熔巖為主，有的則以火山碎屑為主。如以現(xiàn)代的活火山為例，勘察加汝帕華火山和夏威夷的基拉韋亞火山以熔巖為主，噴溢之時，猶如河流奔瀉，或如飛瀑高懸。以火山碎屑物為主者系爆炸式火山噴發(fā)而來，火山灰數(shù)量極大。有的則兩者兼?zhèn)?，此種類型倒是比較普遍的。至于侵入巖的產(chǎn)狀，情況遠比火山噴出巖復(fù)雜，因而形式也較多樣，就野外所見者，基本上有以下各類?！ ?/p>
巖基
這是一種規(guī)模巨大的巖體，其面積可達60平方千米以上，其周圍還有若干小巖體。當在這樣的巖基所在地作地質(zhì)旅行時，往往整天，甚至幾天穿越其剖面尚未能抵達邊界。巖基多由花崗巖組成，其地形外貌，或作高山峻嶺，或作丘陵緩崗，逶迤起伏，連綿不絕。如南嶺地區(qū)不少中生代的花崗巖即構(gòu)成巖基，在普通小比例尺的地質(zhì)圖上看到的一塊塊標注紅色的符號者，多為巖基所在地?！ ?/p>
巖株
這是一類規(guī)模中等的巖體，其面積在60平方千米以內(nèi)，周圍沒有什么零散的小巖體，與其他圍巖的接觸邊界，相當陡直。
巖墻或巖脈
這是一類小型的侵入體，其長度自幾米至幾千米，寬度自幾厘米至幾百米。在野外視野范圍內(nèi)基本上看得清楚。它的存在形式有幾種，或為圍巖（沉積巖、火成巖或變質(zhì)巖均有）發(fā)生斷裂，巖漿順裂隙侵入而成；或由另一巖體的支脈侵入而成。有的是孤單的一條巖墻，有的是多條的交錯巖墻組合而成。如果遇到巖墻本身的巖石比其圍巖堅硬，則在風化露頭上往往構(gòu)成一道延伸挺直、儼如城墻屹立、氣勢非凡的景色；如果巖墻本身的巖石較之圍巖軟弱，則往往侵蝕為一條溝壑；若巖墻與圍巖的風化程度相似，無分高低時，地形特點不顯，則憑其巖石性質(zhì)相異而辨識之。巖墻是很普通的侵入體，一般地質(zhì)旅行途中頗易見到?！ ?/p>
巖床
這是一種沿著地層層面入侵的侵入體，往往夾在上下兩個沉積巖（或火山巖、變質(zhì)巖）層之間，具有一定厚度，延伸較為穩(wěn)定，一般多由基性巖組成。巖床的規(guī)模不大，一般在數(shù)十至數(shù)百米的露頭上就能見到，但也有數(shù)千米者?！ ?/p>
巖蓋
其基本形態(tài)與巖床相同，只是其中心部位厚度較周圍為大?！ ?/p>
巖盆
其基本形態(tài)亦與巖床相同，只是其中心部位下凹，呈盆的形狀。
在地質(zhì)旅行時，為什么要注意侵入巖的巖體形態(tài)呢？這是因為許多礦床同這些巖體在時間上、空間上以及成因類型方面都有密切的聯(lián)系。比如說，有的礦床分布在巖體內(nèi)部，有的則分布在巖體與圍巖相鄰的接觸帶上，有的卻分布到遠離巖體的圍巖中去了。究其原因，這種種分布規(guī)律，與巖體的產(chǎn)狀、成分、內(nèi)部構(gòu)造、圍巖性質(zhì)以及與圍巖之間的接觸關(guān)系均有一定聯(lián)系。通過華南地區(qū)各種花崗巖體的
研究表明，鎢、錫、鉬、鈹?shù)鹊V床往往與各巖體的較晚期形成的小巖株有關(guān)。吉林某地的銅鎳硫化礦床與基性至超基性巖盆有關(guān)，而且礦體位于盆底部位。由此可見，研究巖體的特點有助于指導(dǎo)礦產(chǎn)的找尋?！ ?/p>
研究意義
火成巖對地質(zhì)學(xué)研究很重要，因為：
它們的礦物和化學(xué)結(jié)構(gòu)提供很多關(guān)于地殼結(jié)構(gòu)的知識。學(xué)者可以從巖漿巖的存在地點，形成的溫度和壓力條件，以及原有的巖石種類中推斷地殼結(jié)構(gòu)。
它們的年齡可以從各種各樣幅射測量斷代法測量，以此和臨近地層年代比較，可以推斷事件發(fā)生順序。
它們的特點通常是一個具體構(gòu)造環(huán)境的典型，可以研究板塊構(gòu)造
在一些罕見情況下，它會含有重要礦物，例如花崗巖中可能有鎢，錫和鈾。
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