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第二章火成岩的结构构造•结构(textures)：指组成岩石的矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自形程度和矿物之间（包括玻璃）的相互关系。一般是手标本或显微镜尺度上可观察的特征，故又称为显微构造（microstructures)•构造(structures)：指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合与其它组成部分之间的排列、充填方式等，一般是在露头尺度或手标本尺度上的性质，例如层理构造。•二者无截然区别，在国外的教材中合称为组构（fabric)结构结晶程度晶体大小自形程度相互关系全晶质结构/玻璃质结构/半晶质结构自形粒状结构/半自形粒结构/它形粒状结构条纹结构/文象结构/蠕虫结构/反应边结构/环带结构/包含结构绝对大小相对大小等粒结构/不等粒结构斑状结构/似斑状结构细粒结构/中粒结构/粗粒结构2mm5mm一、岩浆岩的结构1．结晶程度是指岩石中结晶质部分和非晶质部分（玻璃）之间的比例。分为三级:全晶质(holocrystalline)结构：全部由已结晶的矿物组成玻璃质(hyaline)结构：由未结晶的火玻璃组成半晶质(hemicrystalline)结构：中既有结晶矿物又有玻璃玻璃质脱玻化作用生成以下结构:雏晶结构(crystallitetexture):由一些颗粒极细的雏晶组成，雏晶的形态各异，有球雏晶、串珠雏晶、针雏晶、发雏晶及羽雏晶等,进一步可形成微晶霏细结构(felsitictexture):主要由极细的、它形长英质矿物颗粒的集合体组成，颗粒之间的界线模糊球粒结构(spherulitictexture):长英质矿物形成放射状的球形的集合体，在正交偏光下呈十字消光-这是脱玻化的结果雏晶结构球粒结构隐晶质结构：颗粒一般小于0.02mm显晶质结构:肉眼能分辨出矿物颗粒据粒径大小分为:粗粒(coarsegrained)结构:d5mm中粒(mediumgrained)结构:d=2-5mm细粒(finegrained)结构:d=0.2-2mm微粒(microgranular)结构：d0.2mm另外:d1cm的矿物，可称为巨晶，大于3cm称伟晶2．岩石中矿物颗粒的大小（1）根据绝对大小分为隐晶质(cryptocrystalline)结构和显晶质(phanerocrystalline)结构（2）据矿物颗粒的相对大小，可分为以下四种结构：等粒(equigranular)结构:同种主要矿物颗粒大小大致相等不等粒(inequigranular)结构:同种主要矿物颗粒大小不等斑状(Porphyritic)结构：矿物颗粒分为大小截然不同的两群，大的称为斑晶，小的及不结晶的玻璃质称为基质似斑状(porphyaceous)结构：由两群大小不同的矿物颗粒组成，但基质为显晶质，与斑晶为同一世代的产物斑状结构：斑晶在地表条件下不稳定，常形成：熔蚀(resorption)结构：因压力降低使一斑晶矿物的熔点降低，或因岩浆在地表氧化，温度一度升高等，造成早已结晶的斑晶熔蚀形成的结构暗化边(opacitic)结构：含挥发分的斑晶（角闪石、黑云母等），常因低压、高温氧化、脱水等原因，在斑晶的边部出现不透明的边缘橄榄石的熔蚀结构角闪石的暗色边3．岩石中矿物的自形程度自形程度指组成岩石的矿物的形态特点。据矿物自形程度可以分为三种结构：自形粒状(euhedral-granular)结构：矿物颗粒按自已的结晶习性发育成被规则的晶面所包围的自形晶它形粒状(xenomorphic-granular)结构：矿物颗粒多呈不规则的形态－它形晶，少有完整规则的晶面半自形粒状(hypidiomorphic-granular)结构：矿物颗粒按结晶习性发育一部分规则的晶面，其它的晶面发育不好呈不规则的形态4．岩石中矿物颗粒间的相互关系包括矿物之间的相互关系和矿物及隐晶质之间的相互关系，常见的有：(1)条纹(perthitic)结构主要见于条纹长石,表现为钾长石和钠长石有规律地交生正条纹(orthoperthitic):主晶为钾长石反条纹(antiperthitic):主晶为钠长石成因：固溶体分离:交代:(2)文象(Graphic)结构石英呈一定的外形（如象形文字）有规律地镶嵌在钾长石中，这些石英在正交偏光下同时消光。肉眼可见的叫文象结构，镜下才能见到的叫显微文象结构(3)蠕虫(Myrmekitic)结构许多细小的形似蠕虫状或指状的石英穿插生长在长石中，其中石英的消光位一致(4)反应边(Reactionrim)结构早生成的矿物或捕掳晶，与岩浆发生反应，环绕早生成矿物形成一个新矿物边。橄榄石外围具辉石反应边辉石外围又具角闪石橄榄石的辉石反应边(5)环带(zoned)结构：同种矿物成分从中心到边缘规律变化斜长石：中心基性，边缘酸性，正环带中心酸性，边缘基性，反环带(6)包含(poikilitic)结构:较大矿物颗粒包含有较小矿物颗粒二、火成岩的构造1、侵入岩构造块状构造：岩石各部分矿物与结构分布均匀带状构造：表现为不同颜色、粒度的矿物相间排列，成带出现。斑杂构造：指岩石的不同部位，其成分、颜色、结构差别很大，整个岩石显得杂乱无章。面理、线理：包括流面、流线构造。流面：片状、板状矿物及扁平状捕掳体平行排列流线：柱、针状矿物与长条状捕掳体定向排列而形成。它们反映了岩浆流动的情况。2、喷出岩的构造：气孔构造：冷凝熔岩中，尚未逃逸的气体冷凝后留下的成群孔洞。杏仁构造：气孔被后期矿物(方解石、绿泥石)充填。流纹构造：由不同颜色、成分的条带、条纹定向排列及拉长气孔表现出来的一种流动构造，常见于酸性喷出岩中。枕状构造：水下熔岩喷发时，变成椭球状、袋状、面包状的枕状体，代表了海底及水下喷发。柱状节理构造：熔岩由规则的多边形柱体组成，是由于熔浆均匀而缓慢地冷却收缩条件下形成。层状构造或带状构造气孔构造杏仁构造枕状构造流纹构造柱状节理构造火成岩常见的构造•侵入岩常见构造：块状(massive)构造带状(striped)构造斑杂(taxtic)构造面理/线理(foliation)构造球状(orbicvlar)构造晶洞(druse)构造流动(fluxion)构造原生片麻状(primarygneissic)构造•喷出岩常见构造：气孔(fumarolic)构造杏仁(amygdaloidal)构造枕状(pillow)构造流纹(rhyolitic)构造柱状节理(columnarjoint)构造浅成相中深成相深成相深度0－3km3－10km＞10km结构细粒、隐晶质结构及斑状结构，斑晶具熔蚀、暗化边结和环带结构中粒、中粗粒结构，似斑状结构中粒、中粗粒结构，似斑状结构构造晶洞构造、角砾状构造、流动构造块状构造、流动构造块状构造，片麻状构造产状多为岩墙、岩床、岩盖、小岩株，也见有隐爆角砾岩体,围岩接触变质较弱多为较大的不整合侵入体（岩株、岩基等)，围岩接触变质带较宽多为岩基，岩体无冷凝边，围岩无接触变质带实例江西武山花岗闪长斑岩体周口店花岗闪长岩体（岩株）大别山白马尖花岗岩岩基侵入岩相、结构、构造及产状之间的关系表（1）过冷度（undercooling)的概念：岩浆的液相线温度(TA)与岩浆中晶体析出的实际温度(TB)的差值称为过冷度。过冷度的大小，用ΔT表示:ΔT=TA-TB它直接影响着岩浆中晶体的成核密度和生长速度三、火成岩结构的成因1.过冷度与岩石结构（3）过冷度与岩浆岩结构的关系A.过冷度低（为ΔT1时），成核密度低，生长速率高形成数量少个体大的晶体，可以形成伟晶岩或巨晶B.若过冷度较大时（为ΔT2时），成核密度和生长速率都较大，往往形成数量和个体中等的半自形粒状结构、中-细粒结构等C.若过冷度很大（为ΔT3时），成核密度高，生长速率低，岩石形成细粒-隐晶质结构ΔT1ΔT2ΔT32.鲍文反应序列(Bowen’sReactionSeries)与环带和反应边结构一种矿物在另一种矿物上形成反应边，或单个矿物内部不同成分的环带，说明岩浆与早形成的矿物之间是不平衡的。例如，玄武岩中可见橄榄石有紫苏辉石的反应边；安山岩中常见环带状斜长石。（据Holtenetal.,1997)镁铁质矿物硅铝质矿物byN.L.Bowen,1928橄榄石辉石角闪石黑云母钙长石钙/钠斜长石钠长石正长石白云母石英熟记岛状单链双链层状N.L.Bowen(1887-1956)O.FrankTuttle(1916-1983)1200oC1000oBowen反应序列与岩浆类型TwoseriesofmineralsformedduringcrystallizationofmagmaIntrus.Extrus.GabbroBasaltDioriteAndesiteGraniteRhyoliteLowSilicaMagmaHighSilicaMagmaFrame-DoubleSingleIsolatedworkSheetChainChainTemperatureofCrystallization750o反应边与环带3.相图(phasediagram)对岩石结构成因的解释（1）相平衡(PhaseEquilibrium)和相律(phaserule)f=C+2-P表示了平衡体系中自由度（f）、相数（P）和独立组分数（C）之间的关系。式中的“2”指影响体系平衡的外界因素（温度、压力）。自由度(fredom):指体系中的可变因素如温度、压力或浓度的数目，这些因素在一定范围内任意改变，不引起相的改变。独立组分数(independentcomponentsnumber):指能足以构成平衡体系中各相所需要的最少组分的数目。相(phase):指任一聚集态内部的物理和化学性质均匀的部分，可以用机械方法将其分开。意义：可确定岩浆体系平衡结晶最终（f=0时）出现的平衡共生矿物种数（相数）相律举例•考虑C=1的情况•P=1常见•P=2少见•P=3在特定的温压条件下才出现F=C-P+2F=1-3+2=0invariantF=1-2+2=1univariantF=1-1+2=2divariant(Al2SiO5)（2）相图应用实例1）二元共结系以Di-An(透辉石-钙长石)二元共结系相图为例，由于该相图是在恒压（1bar）下作出的，因此f=C+1-P该相图被两条液相线(AE、BE)、一条固相线（FG）和一个共结点（E）分为四个区。独立组分数C=2成分为X1的岩浆：1、当温度位于液相线之上时，只有单一的液相存在2、当温度下降至液相线时，开始晶出固相，液相和晶出的固相（透辉石）2相共存。P=2，f=1，即体系中要保持固相和液相的平衡，温度和浓度中只有一个变量可独立变化，另一变量只能作相应的变化3、温度下降至Tt，晶出的透辉石含量增加，此时残余岩浆的成分变化至S点4、温度继续下降至TE时，液相组成到达共结点E，开始结晶钙长石，体系中出现An+Di+液相3个相，P=3、f=0，要维持体系中该三相的平衡共存，温度和浓度均不能改变，此时体系向环境传导的热损失，得到岩浆结晶潜热（结晶放出的热）的补充，直至液相完全结晶，最后体系中只有Di+An两个固相X1成分为X2,X3时，可作类似分析X2,共结点（辉长结构）X3,辉绿结构AugiteformsbeforeplagioclaseThisformsontheleftsideoftheeutectic(深部辉石先结晶）（辉长结构）PlagioclaseformsbeforeaugiteThisformsontherightsideoftheeutectic(近地表低压环境，斜长石先结晶）OphitictextureDiabasedike辉绿结构2）Fo-Q二元近结系相图特点：意义：可较好地解释反应边结构的成因，说明在火成岩中石英与Fo不可能平衡共生举例：以图中相当于X、Y组分的岩浆为例：在温度下降至液相线时，晶出Fo，温度下降至TR，液相组成沿液相线变到近结点R，在该点残余液相富SiO2，将与先晶出的Fo反应生成反应矿物En。如岩浆组成为X，最终将使液相耗尽，形成残存的Fo与En共生，在Fo周围就可能形成En的反应边。如原始岩浆组成为Y，则Fo将最终耗