二、火成岩的结构与构造& N- \! r, e# t2 }
火成岩的名称,固然与其所含的矿物成分、化学成分有密切的关系,但了解这些物质组分的形态面貌也十分重要,后者用专门术语来说就是岩石的结构和构造。8 [/ B0 \% p4 R3 K2 Y; ?- D! U
火成岩命名时的另一基本原则,就要考虑它的结构和构造。这是因为同样的矿物成分、化学成分的岩浆,当其沿裂隙上升到某一部位时,冷凝后表现出来的结构和构造也是不同的,这样,岩石的名称也就自然有差别了。例如在酸性岩类中,正长石、斜长石、石英等基本矿物形成晶体时,呈粒状结构,就称为花岗岩;而当其喷溢出地面,虽然其物质组分相同,但颗粒结构不清楚,有时还出现流动的带状构造,这样,就不能称做花岗岩,而叫流纹岩了。% L* g" r+ T8 d- n
由此可见,火成岩的野外定名,不可不注意其结构和构造。+ V0 M; W$ B, k9 O6 T* c) A
什么是岩石的结构?简单地说,是指岩石物质组分的结晶程度、颗粒大小、形态特征以及它们之间的相互关系等。
8 S. G6 q, L7 \2 h0 ? 什么是火成岩的构造?是指组成岩石的各部分(集合体)在形成岩石时,在排列充填其空间方式上所构成的岩石特点;或者也可以说,是集合体的排列、配置与充填方式的关系。 q" Y0 t7 r4 o5 ]0 j
具体地怎样认识火成岩的结构与构造呢,现分别予以阐述,先谈结构,主要应从以下几方面去认识。4 [. V5 ` Z# q, _/ z
①岩石的结晶程度。我们把岩石中的矿物形成晶体的,称为结晶物质,简称晶质;把另一种未能形成晶体的物质,称为玻璃质,简称非晶质。所谓岩石的结晶程度,即指晶质与非晶质之间的比例关系。/ f( @4 t0 W: j& o& f* T
此种比例关系,大体分为三大类:全晶质结构——岩石中的矿物,全部都形成晶体,例如花岗石。
& z3 ~- [" X: {- V 玻璃质结构——岩石中的矿物全部都是非晶质的,跟玻璃十分相似,主要见于某些火山喷出岩,如黑耀岩。' z1 q# y% Z* N1 J7 d. b
半晶质结构——岩石中既有矿物晶体,又有玻璃物质,火山喷出岩类颇为常见,如流纹岩、安山岩、玄武岩等。2 ?: U' P2 Z" k+ v* W% ^; x p- z# i: r
②矿物颗粒的形状。这是由于矿物的习性和结晶空间约束的变化,使晶体形成不同形态的颗粒。这些颗粒的形状有:粒状(如石英),柱状(如角闪石及辉石),板状(如长石),片状(如云母和绿泥石),针状(如金红石),纤维状(如蛇纹石)。放射状,这是纤维状和针柱状的矿物作放射状排列而成(如电气石和磷灰石)。, g# Z3 w. h; R8 P$ D
③矿物颗粒的大小。指肉眼能分辨得出来的显晶质颗粒的体积而言,按其直径分为:粗粒>5 毫米 中粒5 ~1 毫米细粒1 ~0.1 毫米 微粒<0.1 毫米如果矿物晶体的颗粒更细小,肉眼难以分辨,需要放在显微镜下才能看得清楚的,则称为隐晶质。如果比隐晶质更小,一般显微镜底下也难以辨认的,即见不到晶体形状的,则称为非晶质。/ X5 N" v7 R6 A0 h, l
在野外观察矿物结晶颗粒的大小,隐晶质和非晶质均无实际意义,只有显晶质才有用处。这样,为方便我们描述火成岩特征起见,把显晶质矿物的大小归纳为三种情况,即三种颗粒结构类型:等粒结构——同种矿物颗粒的大小大致相等,多见于侵入岩类。
2 O+ }4 K1 b7 h 不等粒结构——同种矿物颗粒的大小不等,多见于侵入体的边缘及浅成侵入岩类。
# W0 l+ [4 L" M' ^8 C 斑状或似斑状结构——岩石中的矿物颗粒很清楚地分为两大群类,大晶体明显可见,小晶体十分微小,但细心观察也能见到(岩石学称之为基质),因此,晶粒在基质的衬托之下,呈现出斑状结构,多见于浅成侵入体或喷出岩类中。
* `( H5 _8 `6 A7 k6 Q3 H8 z- g ④矿物彼此之间的相互关系。这是一种比较特殊的结构,如在某些火成岩中,它表现为矿物晶体彼此之间的镶嵌关系,于是这种结构反映出由交错穿插而形成的各种花纹图像:或作条纹、或作蠕虫状、或作环带状、或作卷曲状,百态千姿,十分绚丽。% Y; ^. V! r' `, ~
现在,让我们来认识火成岩的构造,比较常见的构造类型有以下几种。; ~; Q5 K: ~2 v) z' p
①块状构造。这是由于岩石中的矿物组分均匀分布所造成的一种构造,十分普通,侵入岩与喷出岩类中均有所见。- E+ u- I! l+ v8 I0 h( J
②斑状构造。这是一种非均一的构造,由于岩石中的矿物组分在结构上或成分上均有差异而形成,特别在颜色和颗粒大小方面极不一致,于是呈现出斑驳陆离的面貌。
' n2 O5 |3 n: [' ?, c ③带状构造。形成此种构造的原因与斑状构造相同,故本质上应归于斑状构造,只是其斑驳的色调具有定向性的条带而已。
3 i% }+ ^# A7 ^ ④球状构造。这是一些矿物围绕着某些中心,呈同心状分布而形成一种球体状的构造,最多的见于一些花岗岩类岩石中。
) M6 N5 o, `, C2 P; G/ B8 X1 @ ⑤气孔和杏仁状构造。此种构造常见于火山喷出岩中(图5.3 ),当岩浆沿地壳裂隙喷溢于地表,在流动冷凝过程中,所含的挥发物质向外逸散,留下空洞,有圆形、椭圆形及其他不规则的形状,这样,此类喷出岩就具有气孔状构造了。假如气孔特多,占总体积的90%以上者,岩石很轻,能在水面浮动,称为浮岩。有人放置于金鱼缸内,充作观赏之用;如浮岩产量较多,可开采作高层建筑的石材之用。5 R) \: @! E8 Q! P( O% v
当气孔构造被后来的其他矿物(如沸石、方解石)充填,在暗色岩体上显示出白色或其他浅色的斑体,形似杏仁,故称杏仁状构造,玄武岩类、安山岩类岩石中常有所见。
- ~2 s9 N5 X* o$ y. d0 | ⑥晶洞构造。侵入于地壳上部的岩浆,停留在某处冷凝过程中,岩体的内部有时会留下空隙,在此空洞周围的洞壁上发育了密集的某些矿物(最多的是石英)的晶体,形态多姿,精美绚丽,称为晶洞构造(图5.4 )。+ j4 O& ?) g% q, W, R6 X
⑦枕状构造。基性熔岩有时在水下的火山通道喷溢出来,骤然遇到低温,加速冷凝,在熔岩体的表层先呈半固结状,而其内部仍高温流动,在流动受阻的情况下出现了扁球状、扁椭球状的枕状构造。如四川峨眉山二叠纪时曾发生海底火山喷发,玄武岩层形成许多枕状构造,若万千睡枕,成堆垒叠,蔚为奇观。$ {" |6 F7 V' c9 W
⑧流纹状构造。多见于火山喷出岩(图5.5 )。当岩浆流溢于地表,由于其中的矿物具有色调的差异性,在流动过程中,造成条带状构造,有如行云流水,或如飘带飞舞,形成逗人喜爱的花纹,最典型的莫如流纹岩中所见者。如杭州西湖宝椒山所见。! B) @2 x2 H5 ?
⑨柱状节理。当火成岩形成时,由于热量的散逸,熔融体逐渐冷凝收缩,岩石就按一定的方向发生自然破裂,就形成节理,把整体的岩石分割成无数多边形的柱体,如玄武岩常以垂直的六边形或多边形的柱状节理发育为特征;也有成圆弧状的节理,如辉绿岩常具球形节理,沿节理面风化剥落以后,使辉绿岩在野外露头上呈现为一个个好似排列起来的石球(图5.6 )。还有如花岗岩常呈三个方向的节理发育,当其风化以后,形成“万笏朝天”奇观,如苏州天平山所见。
' n8 b- n2 R# H6 R0 P 火山岩地区由于柱状节理特别发育,满山柱体林立,构成奇特的景色,往往能招徕大批游客前来寻奇探胜,成为著名的游览胜地。如苏格兰的“神仙台阶”、浙江临海桃渚镇海滨(当地称珊瑚石)、江苏六合桂子山的“火山石柱林”,都十分壮观。
( X1 Q0 v5 b& B) O% T+ d 三、火成岩的产状- @( B8 H: |$ z1 M
上面所谈的火成岩的结构与构造,基本上是用肉眼在一块手标本上,或者在一米见方的野外露头上就能观察到的岩石特征,可以说是一项“微观”考察吧!现在要谈的,是在比较大的范围内考察,也可说是一项“宏观”项目吧!这就是火成岩的产状。4 m, W( D6 S) ~; K: {3 W
所谓火成岩的产状,是指火成岩体在地壳中产出(存在)的状态,具体地说,就是野外所看到的整个岩体的模样。当然,这也是在火成岩发育地区旅行时所必须了解的内容。
3 M9 L3 A, E' N7 R; s1 R. I 火成岩体产状的具体内容,包括岩体的大小、形状及其与围岩之间的关系,这是由构造环境的特点所决定的。所以当我们对火成岩体的产状有所了解以后,对火成岩的成因、形成的条件等方面也就有所认识了。9 X7 R* U/ F% \" Y, ]1 x% T @
先谈火山岩的产状,它的特点与火山的喷发方式有密切的关系。3 @2 C' X$ `7 ?1 a& a
如果是中心式的喷发,则形成许多锥形的火山岩堆积,组成古火山群,例如山西大同所见到的第四纪火山群就属于此种类型(图5.7 )。如果是沿着地壳的断裂带分布的火山岩,或者说是由裂隙式的火山喷发而形成的,则出现线状分布的火山群,如南京地区所见到的第三纪火山群。+ k/ a$ A0 l+ U" D7 l# w4 A" b
各地火山岩组成的物质也有所不同,有的以熔岩为主,有的则以火山碎屑为主。. i. R$ {& C& Y7 q0 E- ^6 o, k
如以现代的活火山为例,勘察加汝帕华火山和夏威夷的基拉韦亚火山以熔岩为主,喷溢之时,犹如河流奔泻,或如飞瀑高悬(图5.8 )。以火山碎屑物为主者系爆炸式火山喷发而来,火山灰数量极大。有的则两者兼备,此种类型倒是比较普遍的。
; }- E1 D" _9 W( s6 j 至于侵入岩的产状,情况远比火山喷出岩复杂,因而形式也较多样,就野外所见者,基本上有以下各类。 E% Y. @8 `6 C u4 Q. m/ ~9 [, \
①岩基。这是一种规模巨大的岩体,其面积可达60平方千米以上,其周围还有若干小岩体。当我们在这样的岩基所在地作地质旅行时,往往整天,甚至几天穿越其剖面尚未能抵达边界。岩基多由花岗岩组成,其地形外貌,或作高山峻岭,或作丘陵缓岗,逶迤起伏,连绵不绝。如我国南岭地区不少中生代的花岗岩即构成岩基,在普通小比例尺的地质图上看到的一块块标注红色的符号者,多为岩基所在地。5 B7 W. _9 a3 G8 C" u( x I. q
②岩株。这是一类规模中等的岩体,其面积在60平方千米以内,周围没有什么零散的小岩体,与其他围岩的接触边界,相当陡直。; p" R5 J9 _- {
③岩墙或岩脉。这是一类小型的侵入体,其长度自几米至几千米,宽度自几厘米至几百米。在野外视野范围内基本上看得清楚。它的存在形式有几种,或为围岩(沉积岩、火成岩或变质岩均有)发生断裂,岩浆顺裂隙侵入而成;或由另一岩体的支脉侵入而成。有的是孤单的一条岩墙,有的是多条的交错岩墙组合而成。如果遇到岩墙本身的岩石比其围岩坚硬,则在风化露头上往往构成一道延伸挺直、俨如城墙屹立、气势非凡的景色;如果岩墙本身的岩石较之围岩软弱,则往往侵蚀为一条沟壑;若岩墙与围岩的风化程度相似,无分高低时,地形特点不显,则凭其岩石性质相异而辨识之。
' ^' B/ z) y; p1 @ 岩墙是很普通的侵入体,一般地质旅行途中颇易见到。
, c3 H8 E) E6 a- O1 ^ ④岩床。这是一种沿着地层层面入侵的侵入体,往往夹在上下两个沉积岩(或火山岩、变质岩)层之间,具有一定厚度,延伸较为稳定,一般多由基性岩组成。
( `4 A8 ?! t2 ] ]9 w3 m4 F 岩床的规模不大,一般在数十至数百米的露头上就能见到,但也有数千米者。' W1 C8 i7 E* S: {2 m7 [
⑤岩盖。其基本形态与岩床相同,只是其中心部位厚度较周围为大。
6 k3 E: ?- T7 j' d* ?& |+ R0 W ⑥岩盆。其基本形态亦与岩床相同,只是其中心部位下凹,呈盆的形状。
' M' V4 T2 v$ V& p- S 我们在地质旅行时,为什么要注意侵入岩的岩体形态呢?这是因为许多矿床同这些岩体在时间上、空间上以及成因类型方面都有密切的联系。比如说,有的矿床分布在岩体内部,有的则分布在岩体与围岩相邻的接触带上,有的却分布到远离岩体的围岩中去了。究其原因,这种种分布规律,与岩体的产状、成分、内部构造、围岩性质以及与围岩之间的接触关系均有一定联系。通过华南地区各种花岗岩体的研究表明,钨、锡、钼、铍等矿床往往与各岩体的较晚期形成的小岩株有关。吉林某地的铜镍硫化矿床与基性至超基性岩盆有关,而且矿体位于盆底部位。由此可见,研究岩体的特点有助于指导矿产的找寻。 |