岩浆岩的矿物成分

1造岩矿物

岩浆岩除少数由玻璃质组成外，都是由矿物组成的。矿物成分既可反映岩石的化学成分，又可反映岩石的特征和成因，并常作为岩浆岩分类、定名的主要依据。组成岩浆岩的矿物，一般统称为造岩矿物(rock-forming minerals)。常见的造岩矿物只有十多种，如表1－1所列。

表1－1 常见岩浆岩平均矿物成分(%)

(据Larsen，1964)

从表1－1可知，除了纯橄榄岩之外，各类岩浆岩中长石分布最广，其次是石英，因此这两种矿物是岩浆岩鉴别和分类的重要依据。

根据造岩矿物的含量及其在岩浆岩分类和命名中所起的作用，可将它们分类为主要矿物、次要矿物和副矿物三类。

主要矿物(essential mineral) 是岩石中含量较多的矿物，一般都在10%以上。它们是划分岩石大类的依据。如花岗岩中的钾长石和石英，其含量很低或不含时就不能定名为花岗岩。

次要矿物(subordinate mineral) 是岩石中含量不多的矿物，一般都在10%以下。它们对划分岩石大类不起作用，但可作为确定岩石种属的依据。如石英闪长岩中的石英，黑云母花岗岩中的黑云母。由此可见，同种矿物在不同的岩石中随着含量的多少变化，它们可以是主要矿物，也可以是次要矿物。

副矿物(accessory mineral) 是岩石中含量很少的矿物，通常不到1%，偶尔可达5%，如磷灰石、磁铁矿、榍石、锆石等。它们在岩石的分类和命名中一般不起作用，但偶尔可用作定种属名称，如榍石花岗岩。副矿物能反映岩浆岩的含矿性和生成条件等方面的特征，对确定岩浆岩形成的时代也可提供某些依据。

2造岩矿物的成因类型

岩浆岩中的造岩矿物都是随着岩浆的物理化学条件的改变而先后结晶出来的，形成之后还会随着物理化学条件的改变而变化。因此，按照岩浆岩中矿物的形成阶段和形成时的物化条件，将矿物分为如下成因类型:

岩浆矿物(magmatic mineral) 是岩浆冷凝过程中所形成的矿物，也称原生矿物。其中由岩浆中直接结晶出的矿物叫做正岩浆矿物(orthomagmaticmineral)，如橄榄岩中的橄榄石，火山岩中的透长石斑晶等。先生成的正岩浆矿物可与残浆发生反应而形成新矿物，这种新矿物叫做反应矿物(reaction mineral)，如橄榄石受到残浆的反应而生成的辉石。如果这种反应进行得不彻底，原来的矿物还有部分残留则叫做残余矿物(relict mineral)，如具反应边的辉石内部的橄榄石。

岩浆期后矿物(post-magma mineral) 是岩浆已基本凝固之后，由于受残余流体影响而形成的矿物。它们往往可交代岩浆矿物或充填于矿物空隙中。其中包括一些气成矿物，如电气石、萤石、黄玉等;也包括一些自变质矿物，如橄榄石变成的蛇纹石，斜长石钠黝帘石化形成的钠长石、黝帘石和绿泥石等。

成岩矿物(diagenetic mineral) 岩浆完全凝固成岩后，由于物化条件的改变，原来处于高温下稳定的矿物就变得不稳定，向着更稳定的状态转变，而形成一些新矿物，如火山岩中的高温β－石英转变成低温α－石英，透长石转变成正长石等。

他生矿物或混染矿物(allothigeni cmineral，contamination mineral) 是岩浆同化或捕虏围岩而形成的一些岩浆中难以晶出的矿物，如花岗岩浆同化泥质岩石后形成的铁铝榴石、堇青石、红柱石等，这类矿物常分布于岩体的边部。

次生矿物(secondary mineral) 岩石在表生作用下形成的新矿物，又称表生矿物，如长石在表生作用下形成的粘土矿物等。

根据矿物的颜色还可将矿物分为浅色矿物(leuco mineral)和暗(深)色矿物(mela minerals)两类。常见的浅色矿物，如石英、长石类和似长石类等，它们的化学成分中含SiO2和Al2O3较高，不含镁、铁成分，故又称硅铝矿物(salic mineral)。暗色矿物，如橄榄石类、辉石类、角闪石类和黑云母类等，它们的化学成分中富含镁、铁成分，SiO2含量较低，故又称铁镁矿物(ferromagnesian mineral)。暗色矿物在岩石中的百分含量称为岩石的色率(colour index)，又称颜色指数。它是肉眼鉴定岩石的重要指标，可大致判断岩石的类别和推知岩石的化学性质。就钙碱性岩石(这是表示岩浆岩系列碱性程度的术语，见岩浆岩的分类一节)来说，色率越高，岩石越基性。表1－1最后一行列出了不同大类岩石的色率。

对岩浆岩物质成分的研究不仅有助于了解各类岩浆岩的内在联系、成因及次生变化，而且还可作为岩浆岩分类的主要依据。因此，研究岩浆岩物质成分及其变化规律，是岩浆岩岩石学的重要任务之一。

一、岩浆岩的化学成分

根据已有地球化学研究资料，差不多地壳中所有的元素在岩浆岩中均已被发现，但其含量却很不相同。含量最多的是：O、Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti等元素，这些元素称为造岩元素，其总和约占岩浆岩总质量的9925％；其次为P、H、Mn、B等元素。氧的含量最高，占岩浆岩质量的4659％，占体积的942％。

在研究岩浆岩的化学成分时，常常用氧化物质量百分比来表示。根据统计，如果以重要氧化物和元素的平均含量表示，则常见岩浆岩的平均化学成分如表11－1所列。

二、岩浆岩的矿物成分

岩浆岩的矿物成分，对于了解岩石的化学成分、生成条件，以及岩石成因都有重大的意义。同时，它也是岩浆岩分类和鉴别的主要依据。

组成岩浆岩的矿物，常见的不过二十多种，这些构成岩石的主要矿物通称为造岩矿物。岩浆岩中常见造岩矿物的平均含量如表11－2所列。

1硅铝矿物和铁镁矿物

常见造岩矿物中根据其化学成分的特点，可以分为两类：

（1）硅铝矿物

SiO2与Al2O3的含量较高，不含铁镁。主要包括石英、长石类及似长石类，这些矿物的颜色较浅，所以又叫浅（淡）色矿物。

表11－1 岩浆岩平均化学成分 （单位：wt/％）

（据Clark，1924）

表11－2 某些常见岩浆岩的矿物成分 （单位：％）

（转引自Bapt，1956）

（2）铁镁矿物

FeO与MgO的含量较高，SiO2含量较低。主要包括橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云母类等。这些矿物的颜色一般较深，所以又叫暗（深）色矿物。

2主要矿物、次要矿物、副矿物

不同类型岩浆岩岩石中出现的矿物数量很不相同（图11－4）。按照矿物在岩浆岩中的含量和在岩浆岩分类中的作用，可分为主要、次要和副矿物三类。

图11－4 岩浆岩矿物成分变化简图

（1）主要矿物

指在岩石中含量众多，而且是对于确定岩石名称所不可缺少的，因而在分类和命名上起主要作用的矿物。例如，花岗岩类的主要矿物是石英和钾长石，没有石英便成了正长岩，没有钾长石则成了石英岩或脉石英了，这两者已不属于岩浆岩类。所以，对于花岗岩来说石英和钾长石都是主要矿物。

（2）次要矿物

指在岩石中含量次于主要矿物，对于划分岩石大类不起主要作用，但对确定岩石种属起一定作用的那些矿物。如表11－2中的闪长岩，石英含量2％，它对闪长岩来说就是次要的，没有石英并不妨碍它是闪长岩。但若石英含量达5％则可以成为石英闪长岩。所以对于闪长岩类来讲，石英是个次要矿物。

次要矿物的存在是岩石化学特征的反映，如石英闪长岩SiO2含量要高些，是中性岩中偏酸性的变种。所以次要矿物在详细研究岩体，划分岩性种属的时候是有意义的。

3副矿物

含量最少，通常不到1％，个别情况下达5％。因此，在一般的分类命名中不起作用。如表11－2中的磷灰石、榍石、磁铁矿等都是副矿物。虽然如此，一个岩石中副矿物的种类、含量、特征，以及所含微量元素的特点等，对于了解一个岩浆岩的形成条件，确定岩体形成时代，以及对于某些稀散元素的普查找矿都有很重要的意义。当然在研究这类问题时，需要对岩石进行专门的矿物学研究工作。

(一)岩石的成分

1岩浆岩的矿物成分：主要决定于岩浆的化学成分。组成岩浆岩的最主要的矿物有：石英、正长石、斜长石、云母、角闪石、辉石和橄榄石等。

2沉积岩的组成物质：沉积岩的物质组成是原先形成的三大类岩石的碎屑和溶解物质，共有四类：第一类是碎屑物质，大部分是原岩经物理风化后继承下来的抗风化能力强的矿物，如石英、白云母等矿物颗粒；一部分是岩石的碎屑；还有其他方式产生的一些物质，如火山喷发产生的火山灰等。第二类是含铝硅酸盐类的原岩经过化学风化作用后产生的粘土矿物，如高岭石等。第三类是化学沉积矿物，从溶液中沉淀结晶形成的矿物，如方解石、白云石、石膏等。第四类是有机质和生物残骸，如贝壳、泥炭及其他有机质等。此外，还有把沉积物颗粒胶结起来的胶结物。胶结物的性质对沉积岩的抗水性和力学强度以及抗风化能力有很大影响，常见的有：硅质的(Si02)，钙质的(CaC03)，铁质的(FeO或Fe203，黄褐色或砖红色)和泥质的(粘土矿物)。这四种胶结物中以硅质胶结的硬度最大，抗风化力最强；钙质、铁质次之；泥质胶结物硬度最小，且遇水后很容易软化。

3变质岩的矿物成分：组成变质岩的矿物有两类，第一类是与岩浆岩或沉积岩共有的矿物，如石英、长石、云母、角闪石、辉石和方解石等；第二类是变质岩特有的矿物，如滑石、绿泥石、蛇纹石等，它们是在变质过程中新产生的变质矿物。

(二)岩石的结构

1岩浆岩的结构：岩浆岩的结构特征是岩浆成分和岩浆冷凝时物理环境的综合反映。按照矿物的结晶程度、颗粒大小和均匀程度，可将结构分为三类：

全晶质结构 岩石全部由结晶的矿物颗粒组成。其中同一种矿物的结晶颗粒大小近似者，称为等粒结构；如结晶颗粒大小悬殊，则称为似斑状结构。全晶质结构主要为深成岩和浅成岩的特征。

半晶质结构 岩石由结晶的矿物颗粒和部分未结晶的玻璃质组成，结晶的矿物如颗粒粗大，晶形完好，就称为斑状结构。半晶质结构主要为浅成岩所具有，在部分喷出岩中有时也能看到。

非晶质结构 又称为玻璃质结构。岩石全部由熔岩冷凝的玻璃质组成。非晶质结构为部分喷出岩所具有。

2沉积岩的结构：沉积岩按其组成物质、颗粒大小及其形状一般可分为碎屑结构、泥质结构、结晶结构和生物结构。

碎屑结构 是由碎屑物质被胶结物胶结而成的一种结构。通常按碎屑的大小、形状和胶结形式可细分为各种碎屑岩，如火山角砾岩、凝灰岩、砾岩、砂岩、粉砂岩等。

泥质结构 是主要由小于0005mm的粘土矿物组成的、比较均一致密的、质地较软的结构。是泥岩、页岩等粘土岩的主要结构。

结晶结构 由溶液中沉淀或经重结晶所形成的结构。由沉淀生成的晶粒极细，经重结晶作用晶粒变粗，但一般多小于1mm。结晶结构为石灰岩、白云岩等化学岩的主要结构。

生物结构 由生物遗体或碎片所组成，如贝壳结构、珊瑚结构等。是生物化学岩所具有的结构。

3变质岩的结构：大多数变质岩是经过重结晶作用后形成的岩石，几乎都含有结晶的颗粒，因此其结构常与岩浆岩的晶粒结构相似，所以其结构命名上加“变晶”一词以示区别。根据变质作用进行的程度，可以分为变晶结构和变余结构。

变晶结构 它是变质岩最常见的结构，一般分为：等粒变晶结构，它与岩浆岩的等粒结构近似，如大理岩和石英岩等；斑状变晶结构，它与岩浆岩的斑状结构近似，如片麻岩等；鳞片变晶结构，它是由鳞片状矿物沿一定方向平行排列而形成的，各种片岩都具有这种结构。

变余结构 由于变质作用进行不彻底，在变质岩中的个别部分残留着原来岩石的结构。

例：某种岩石的结构特征为全晶质结构，据此可以推断该岩石属于（ ）。

A　岩浆岩 B　沉积岩 C　变质岩

答案：A

(三)岩石的构造

1岩浆岩的构造：岩浆岩的构造特征，主要取决于岩浆冷凝时的环境。最常见的构造有：

块状构造 岩石中矿物晶粒无定向排列，不显层次，呈致密块状。具有等粒结构和斑状结构的岩石常呈块状构造，如花岗岩、花岗斑岩等深成岩石或浅成岩石。

流纹状构造 岩石中有不同颜色的条纹，或有拉长气孔以及有长条状矿物沿着一定方向排列所形成的外貌特征，称为流纹状构造。这是因为喷出地表的岩浆是在缓慢流动过程中迅速冷凝而成的。这种构造仅出现于喷出岩中，如流纹岩。

气孔状构造 岩石中分布有许多大小不同的圆形或椭圆形的气孔，称为气孔状构造。 这是岩浆喷出地表降压时，由于其表层散热迅速而凝成硬壳，遂使部分气体无法逸出而占据空间形成的。气孔状构造常为玄武岩等喷出岩所具有。

杏仁状构造 岩石中气孔若在后期为硅、钙等物质充填，便形成了杏仁状构造。如某些玄武岩和安山岩等喷出岩的构造。气孔状构造和杏仁状构造多分布于熔岩的表面。

2沉积岩的构造：沉积岩最显著的特征是具有层理构造，它是在不同时期或不同条件下先后沉积下来的物质在颗粒大小、形状、物质成分、颜色和排列方式等方面的差异而显示出来的成层现象。沉积岩的层理构造反映了沉积岩的形成环境，这是沉积岩区别于其他岩类的最明显的特征之一。

由于形成层理的条件不同，层理有各种不同的形态类型。常见的有水平层理(图1

长石是地壳中最重要的造岩成分， 石英则是数量第二多的矿石。

扩展知识：

岩石，是固态矿物或矿物的混合物，其中海面下的岩石称为礁、暗礁及暗沙，由一种或多种矿物组成的，具有一定结构构造的集合体，也有少数包含有生物的遗骸或遗迹。

岩石有三态：固态、气态、液态，但主要是固态物质，是组成地壳的物质之一，是构成地球岩石圈的主要成分。火成岩也称岩浆岩。

形成过程：

最初，地球和太阳系的其他行星（至少是其它类地行星）是同时形成的。地球形成之初是一颗混沌一体的星球，和现在宇宙中的球粒陨星的结构类似，并没有地核、地幔和地壳的分层。

在地球形成之后约5千万年，一颗火星大小的星球希亚星撞上了地球，产生了巨大的能量，几乎将地球整体熔融。在这一过程中，地球开始分层。

地球上比较重的物质，比如铁和镍，开始往地球中心沉降，分化形成了铁质的地核。剩下的镁、铝、硅、碳、氧、钙、钠等较轻元素组成的物质浮在地核外面，形成了原始地幔。

那些较重的物质向地心沉降的分化过程中，重力势能被释放，因此地幔能够不断吸收能量，保持温度，并且能够有所对流，这也为地磁的形成提供了一定的条件。

总结：

岩石是人类早期工具的重要来源，在人类进化中具有重要意义。因此，人类的第一个文明时期被称为石器时代。岩石一直是人类生活和生产的重要材料和工具。

地球上的石头成因比较复杂，根据成因大抵可分为：沉积岩、变质岩、火成岩、陨石、化石等。

1、沉积岩：

由原来已形成的岩石，受到风化作用后变为碎屑，或由生物的遗迹等，再经过侵蚀、沉积、及石化等作用而造成的岩石。

2、变质岩：

由原来的火成岩或沉积岩，再经过地壳运动或岩浆侵入作用所发生的高温和高压与热液的影响，可以改变其原来岩石的结构或组织，或使部分矿物消失，而产生他种新的矿物，因而成为另外一种与原岩不同的岩石，称为变质岩，如大理岩变自石灰岩；板岩变自页岩；石英岩变自砂岩等。

3、火成岩：

火成岩即由於岩浆侵入地壳内部，或流出地表面造成熔岩，在经冷却凝固而造成，如玄武岩及花岗岩等都是。火成岩是所有岩石中最原始的岩石。

4、陨石：

陨石也称“陨星”，是地球以外脱离原有运行轨道的宇宙流星或尘碎块飞快散落到地球或其它行星表面的未燃尽的石质、铁质或是石铁混合的物质。

5、化石：

化石（Fossil），存留在岩石中的动物或植物遗骸。通常如肌肉或表皮等柔软部分在保存前就已腐蚀殆尽，而只留下抵抗性较大的部分，如骨头或外壳。它们接着就被周遭沈积物的矿物质所渗入取代。许多化石也被覆盖其上的岩石重量压平。

-石头

-陨石