流纹岩矿物成分

流纹岩矿物成分：流纹岩的矿物成分包括钾长石、石英、斜长石、黑云母和角闪石等多种矿物。其中，斑晶主要由钾长石和石英组成，晶体形状为方形板状，有玻璃光泽，但有节理。此外，流纹岩的化学成分与花岗岩相同，常含石英和碱性长石，二氧化硅含量大于69%。总体来说，流纹岩的主要矿物成分是长石和石英。

流纹岩

拓展：流纹岩（Rhyolite）一种相当于花岗岩(granite)的火山喷出岩。大多数流纹岩都具斑状结构，表明结晶作用在喷发作用以前就已开始。有时当岩浆还埋藏得很深时，结晶作用就可能已经开始了；在这种情况下，所形成的岩石就可能主要由在喷出时已经发育良好的单个大晶体(斑晶)构成。最后产物中的微晶质基质的含量就可能太少，不在显微镜下就难以看出来。

这样的岩石(斑流岩)从手标本上看很容易错认为花岗岩。然而，大多数流纹岩的结晶作用期都比较短，所以这种岩石主要由含有少数几个斑晶的微晶质基质或部分玻璃质基质组成。

基质有时呈微文象状或花斑状。玻璃质流纹岩当中有黑曜岩、松脂岩、珍珠岩和浮岩。其化学成分与花岗岩相同（为同种岩浆形成的侵入岩和喷出岩）。灰白色或浅粉红色。常见有流纹构造和斑状结构、玻璃质结构、球粒结构、霏细结构、显微文象结构等。斑晶常为石英、碱性长石，有时有少量斜长石；基质一般为致密的隐晶质或玻璃质。产状多为岩丘。脱玻化明显的流纹岩称为流纹斑岩。

(一)长石族

长石族矿物是地壳中分布最广的矿物，约占地壳总重量的50%。它是绝大多数火成岩、许多变质岩以及某些沉积岩的主要或重要造岩矿物。许多岩石的定名，其主要依据就是长石的种类和含量。火成岩中含长石极为普遍，且数量也最多，约占长石总量的60%。另有30%分布在变质岩中，尤以结晶片岩和片麻岩中为主。其余的10%则分布在其他岩石中，主要是碎屑岩和泥质沉积岩中。

长石族矿物的主要端员组分有钾长石(Or)K［AlSi3O8］，钠长石(Ab)Na［AlSi3O8］和钙长石(An)Ca［Al2Si2O8］三种(图4－48)。自然界绝大多数的长石，均由上述三种端员组分以不同比例组合而成。按其类质同象组分和结构特点，长石可以分成两个系列:碱性长石系列和斜长石系列。

碱性长石系列钾长石(Or)与钠长石(Ab)的类质同象混晶统称为碱性长石(钾钠长石)系列。所有钾长石的组成成分中均含有一定数量的Ab分子和低于5%～10%的An分子。

在高温(660℃以上)条件下，Or和Ab形成的完全类质同象系列中，Ab0～Ab67区间的成员，具单斜对称，称为透长石;Ab67～Ab90区间的成员，称做歪长石;而Ab90～Ab100近端员组分为钠长石的高温变体，也称高钠长石，后两种长石均属三斜对称。

随着温度的降低，Or和Ab两者的混溶性减小，类质同象置换的范围趋向狭窄，而出现互不混溶区。在该区范围内的碱性长石，是由富Ab的低温钠长石和富Or的钾长石两种相组成的条带状嵌晶交生体。这种嵌晶交生体如果以钾长石为主体，钠长石为客体，称做条纹长石;反之，如果嵌晶交生体以钠长石为主体而钾长石为客体，则称做反条纹长石。

在钾长石中，透长石形成于高温条件下。如果长石形成时的温度稍低，或是形成时的温度虽高，但形成后冷却速度很慢，此时晶体结构状态仍能保持单斜对称的钾长石叫做正长石。若矿物形成温度更低，或虽在高温时结晶而成，但结晶后有充分的冷却时间，而导致了对称程度降低，形成三斜对称的钾长石，称作微斜长石。

图4－48 斜长石和碱性长石系列矿物种的划分(据Deer等，1963)

图4－49 拉长石的变彩

斜长石系列实际上只有在高温条件下，钠长石(Ab)和钙长石(An)两端员组分才近于形成完全类质同象系列。按斜长石中Ab分子和An分子含量比的不同，可人为地分为六个矿物种(图4－48)。斜长石系列中各矿物种，虽均属三斜对称，但结构类型存在一定的差异。随着温度的降低，而在不同结构类型的斜长石之间存在由An含量不同的两种斜长石组成的超显微的两相交生体。平行叠置相邻的两种不同成分斜长石的页片交生体对入射光产生不同方向的反射和干涉，形成美丽变彩效应，如拉长石(图4－49)。

长石族的矿物中晶形和双晶发育完好的较为常见，这是本族矿物的显著特征之一。双晶类型多，既有简单双晶，也有复合双晶;既有接触双晶，也有贯穿双晶，因此长石双晶常可以作为鉴别长石矿物种属的重要依据。

1碱性长石亚族

本亚族包括所有的钾长石(透长石、正长石、微斜长石)K［AlSi3O8］，也包括以钠长石分子为主的歪长石。钠长石习惯上归之于斜长石亚族。本亚族中除透长石和正长石属单斜晶系外，其余的均属三斜晶系。

钾长石的单晶体和双晶常见。其中透长石和正长石的双晶，以卡尔斯巴律最为常见，巴温诺律和曼尼巴律较次之(图4－50)。集合体形态有块状、粒状等各种形态。

钾长石常呈肉红色，有时呈浅**或灰白色;玻璃光泽，解理面上有时呈珍珠光泽;薄片透明。{001}和{010}解理完全;有时发育有{100}、{100}、 裂理;硬度6～65。密度255～263g/cm3。呈绿色变种者，称为天河石，多为微斜长石或条纹长石。

透长石为高温相钾长石矿物，通常产于中酸性和碱性火山岩中，粗面岩中尤为常见。

图4－50 常见碱性长石的双晶类型

a、b—卡尔斯巴双晶;c—巴温诺双晶;d—曼尼巴双晶;e—钠长石律双晶;f—肖钠长石双晶。 {111};m{110};c{001}; {201}; {101};b{010}

正长石和微斜长石广泛产于各种成因类型的岩石中。正长石是中酸性和碱性火成岩中的主要浅色造岩矿物之一。伟晶岩和长英质岩石中以微斜长石为主，伟晶岩中可见粗大的晶体。在变质岩中，深变质带里以正长石为主;浅变质带中，则以微斜长石居多。热液蚀变过程中的钾长石化，多为微斜长石。沉积碎屑岩里也常含有相当数量的钾长石颗粒，如长石砂岩等。此外，沉积岩中的自生作用过程中也可以形成微斜长石。

★手标本上通常以肉红色，具有完好的两组正交或近于正交的解理加以识别。

钾长石可以用作陶瓷原料。色泽美丽的天河石可用作玉石材料。

2斜长石亚族

图4－51 钠长石律聚片双晶

斜长石亚族是由钠长石(Ab)和钙长石(An)两个端员组分组成的类质同象系列，常温下在某些区间内只形成两相混合物，因此在结构、物理性质等方面均有突变，但通常仍习惯地把它看作是完全类质同象系列。本亚族人为地划分成六个矿物种:

钠长石Albite Ab100～90An0～10

奥长石Oligoclase Ab90～70An10～30

中长石Andesine Ab70～50An30～50

拉长石Labradorite Ab50～30An50～70

培长石Bytownite Ab30～10An70～90

钙长石Anorthite Ab10～0An90～100

单晶体呈平行(010)延展的板状。呈叶片状的钠长石，称叶钠长石。斜长石的双晶极为常见，其中以钠长石律最为普遍(图4－51)。此外卡尔斯巴律双晶也常出现。

白色或灰白色;基性斜长石也可呈灰黑色;某些拉长石还具有变彩效应;玻璃光泽。{001}及{010}解理完全，{110}解理不完全。硬度6～65。密度261～276g/cm3，随An分子含量增多，密度变大。

斜长石是分布很广的重要造岩矿物，广泛出现于各种成因类型的岩石中。随着火成岩类型的不同，所出现的斜长石的成分也有所不同。岩石学上通常将斜长石分成酸性、中性及基性三类。An大于50者为基性斜长石，它们主要出现于基性岩或超基性岩中;An含量在30～50之间者，称作中性斜长石，主要产于中性岩类中;而An小于30者，称为酸性斜长石，主要产在酸性和碱性岩中。一般伟晶岩中通常仅见有酸性斜长石;只有少数基性伟晶岩中才见到有粒径粗大的中基性斜长石。区域变质作用过程中所形成的斜长石，其An含量将随变质作用的加深而增高。

沉积岩中可以有自生的钠长石;斜长石也可以作为碎屑矿物存在于碎屑岩中，但远不及碱性长石普遍。遭受风化和热液作用的斜长石常转变为高岭石、绢云母等粘土矿物。

★在岩石中，斜长石可以根据其颜色、形态、解理以及聚片双晶纹加以识别。同时依据所属岩石类型，大致可区分出酸性、中性和基性斜长石。

可以作玻璃或陶瓷工业原料。具有变彩的拉长石或月长石也可作为宝石或装饰材料。

(二)霞石族

霞石是似长石中最常见的矿物。所谓似长石(副长石)是指组分类似长石，但其Si∶Al低于碱性长石中的3∶1这一比值的无水架状结构硅酸盐矿物，如霞石、白榴石等。

霞石(Nepheline) Na3K［AlSiO4］4

六方晶系。单晶体呈柱状或厚板状。通常呈粒状或块状集合体。

无色、灰白色或灰色，有的带浅黄、浅褐、浅红等色调;透明;晶面上呈玻璃光泽，断口油脂光泽，油脂光泽明显的块状霞石称为脂光石。 及{0001}解理不完全;贝壳状断口。硬度55～6;密度256～266g/cm3。

富钠质碱性岩中的典型矿物。主要产于与正长岩有关的侵入岩、伟晶岩以及碱性玄武岩、富碱的基性岩或超基性火山岩中，与碱性长石、碱性辉石、碱性角闪石和磷灰石等共生。不与石英共生。受热液作用或风化作用易转变为沸石、高岭石等粘土矿物。

★断口油脂光泽，无完好的解理，硬度可与长石相区别。

用作玻璃、陶瓷的工业原料。

图4－52 白榴石晶体形态

(三)白榴石族

白榴石(Leucite) K［AlSi2O6］

四方晶系。605℃以上时，结晶成等轴晶系;常温常压下则转变成四方晶系，但仍保持原有的高温变体的晶形。晶体常见完好的四角三八面体{211}(图4－52)。集合体呈粒状。

白色或无色，有时呈淡黄、淡肉红、浅绿或灰色等;玻璃光泽或暗淡光泽。{110}解理极不完全。硬度55～6。密度247～250g/cm3。

白榴石主要见于第三纪以后或近代富钾而贫硅的碱性火山熔岩及浅成岩中，常以斑晶产出，与碱性辉石、霞石等共生，但不与石英族矿物共生。时代老的熔岩，其中所含的白榴石已经蚀变殆尽。

★白榴石色浅，完好的四角三八面体晶形，产于碱性火山岩中，可作为鉴定特征。

可用作提炼钾和铝的原料。含白榴石的火山岩风化后所形成的土壤富钾，故较肥沃。

(四)沸石族

沸石是含水的碱金属和碱土金属的架状铝硅酸盐矿物的一种统称。已知的天然沸石约40种，人造沸石已超过100种。最常见的有:斜发沸石、丝光沸石、钙十字沸石、片沸石、毛沸石、菱沸石、浊沸石和方沸石等，它们是当前工、农业生产和科学技术方面应用广泛的一些非金属矿产资源。

与其他架状铝硅酸盐相比，沸石的晶体结构是一种具有较大空旷性的架状结构。孔道与笼内常被中性水分子和可交换阳离子所充填，沸石受热(约250℃)时，结构中的水分子可以完全逸出，但晶体结构并不因此而被破坏。脱水后的沸石，其结构好像是疏松多孔的海绵体，具有很强的吸附性。它除了能重新吸附水分子外，还能吸附一些气体、液体、有机分子或其他物质，如氨水、酒精、NO2、H2S等存储在其空隙中，可以用作吸附剂或清洁剂等。同时脱水后的沸石，由于空腔内的金属离子失去了与之配位的极性水分子，它的活性增加，因而可以用作化学触媒剂、催化剂。沸石结构中孔道都有一定的孔径，可以允许直径小于该孔道的分子或离子自由地进入或通过，而大于该孔道者则被“拒之于门外”，从而能起到对分子或离子进行筛选的特有功能作用，所以常用作分子筛、离子交换剂等。沸石族矿物这些特殊的物理和化学性质，可以用于纯化气体、硬水软化、废水净化处理、从海水中提取钾、处理放射性物质污染等，因此在环境保护、石油、化工、轻工、食品等工业方面具有广泛和重要的用途。

沸石族矿物所属晶系不一，因而晶体形态及物性各异。晶体呈柱状、部分为板状或短柱状，集合体多呈纤维状、毛发状、束状或放射状等。

通常为无色或白色，含杂质可染成其他不同色调的浅色。玻璃光泽;硬度35～5;密度19～25g/cm3。

沸石族矿物的主要形成于低温(100～350℃)、低压、碱性介质以及碱金属活动较强的环境条件中，因此，盐湖、碱湖内都是形成沸石的有利场所。从地质特征来说，沸石的成因有内生和外生作用两种。

内生作用形成的沸石常与侵入岩、伟晶岩、喷出岩的晚期低温热液作用阶段或接触交代作用等有关。

沸石族矿物主要是外生作用形成，大多数是含玻璃质较高的各种火山熔岩、凝灰岩受碱性水溶液的蚀变作用，发生脱玻璃化后的产物。此外，在碱性岩风化壳的下部、埋藏很深的砂岩和现代海洋底部淤泥中也常有沸石族矿物的广泛分布。由外生作用形成的沸石矿床，规模大、质量好，具有重要工业意义。

花岗岩主要由长石、应时、黑云母等组成。应时的含量为10%~50%。长石约占总量的2/3，可分为正长石、斜长石和微斜长石。不同品种矿物成分不同，可能有辉石和角闪石。花岗岩是一种深酸性火成岩，由岩浆在地下深处凝结而成。有些花岗岩是由岩浆和沉积岩变质作用形成的片麻岩或混合岩。

花岗岩是一种深酸性火成岩，由岩浆在地下深处凝结而成。有些花岗岩是由岩浆和沉积岩变质作用形成的片麻岩或混合岩。花岗岩主要由长石、应时、黑云母等组成。应时的含量为10%~50%。长石含量约占总量的2/3，可分为正长石、斜长石(钠钙石)和微斜长石(钾碱)。不同品种矿物成分不同，可能有辉石和角闪石。

1斜长石种属划分

根据端员组分含量，将斜长石划分为六个种属（表10-4）。

表10-4 斜长石种属划分

习惯上，将含An的百分数称为斜长石的号码或牌号，如将含An为55%的拉长石，称作55号斜长石，并记作An55。斜长石中含SiO2的多少或斜长石的牌号，常反映岩浆岩的酸性、基性程度。通常把0～30号的斜长石称作酸性斜长石，30～50号的斜长石称作中性斜长石，大于50号的斜长石称作基性斜长石。钠长石既可看作是斜长石，也可看作是碱性长石。

2斜长石主要特征

（1）形态及物理性质：三斜晶系，晶体多呈平行（010）的厚板状，火山岩中的微晶沿a轴延长呈柱状，也常见他形粒状者。具｛010｝、｛001｝两组完全解理，解理交角为86°～87°。手标本上多为白色、灰白色，其他淡色调少见。

（2）光性特征：薄片中无色透明，含包裹体或因蚀变可混浊不清。突起低，糙面不明显，折射率随An含量增多而增大。An8以下斜长石为负低突起，An8-22号斜长石N'g为负低突起，N'g为正低突起，An22以上斜长石为正低突起。最高干涉色为Ⅰ级灰—Ⅰ级黄，常见为Ⅰ级灰白。除更长石近于平行消光外，其他斜长石均为斜消光，其消光角随端员组分的变化而有规律变化，测定消光角可以确定斜长石的端员组分和种属名称。常见聚片双晶，基性斜长石的双晶单体较宽，酸性斜长石的双晶单体较窄。二（+）或二（－），低温斜长石2V较大，高温斜长石2V中等到大。

（3）主要鉴定特征及相似矿物的区别：板状、长条状晶形，交角为86°～87°的两组解理，突起低且多为正低突起，干涉色低，常发育聚片双晶，二轴晶。与石英区别：斜长石具解理、双晶，为二轴晶，而石英无解理、无双晶，为一轴晶。与碱性长石区别：斜长石解理交角为86°～87°，聚片双晶发育，除钠长石及部分更长石外，多为正突起，干涉色较高；碱性长石解理交角近于90°，常见简单双晶和格子双晶，负突起，干涉色较低。

（4）双晶：双晶是长石的重要特征之一。长石的双晶类型很多。斜长石中最常见的，且对于斜长石鉴定至关重要的双晶是钠长石聚片双晶和卡钠复合双晶（同一个晶体中同时发育卡式双晶和钠长石聚片双晶），斜长石双晶见图10-86，图10-87，图10-88，图10-89。

图10-86 钠长石双晶（正交偏光）

图10-87 卡钠复合双晶（正交偏光）

图10-88 贯穿式卡斯巴双晶

（正交偏光）

图10-89 棋盘格状构造，由钠长石交代钾长石形成，可见钠长石聚片双晶（正交偏光）

（5）环带结构：斜长石从晶体中心到边缘，成分呈环带状变化，在正交偏光镜间呈环带状消光，即环带结构（图10-90）和蠕虫状结构（图10-91）。几乎所有的斜长石都能见到环带，清晰易见者为火山岩、浅成岩中的斜长石，尤其是中性斜长石。

（6）产状：钠长石和更长石广泛产于各种酸性岩浆岩和细碧岩中，也常见于角岩、绿片岩等低级变质岩中。更长石也见于某些片麻岩和球粒陨石中，还可呈碎屑产于砂岩中。中长石广泛产于中性、中酸性岩浆岩以及中—高级变质岩中，在碱性的基性火山岩基质中也有产出。拉长石广泛产于各种基性岩浆岩及基性变质岩中，火山岩中既可呈斑晶产出也可呈微晶产出。倍长石多在基性火山岩中以斑晶出现。钙长石多在钙碱性火山岩中以斑晶产出，也见于超基性岩浆岩、接触交代的变质灰岩、矽卡岩中（图10-92，图10-93）。

图10-90 中长石韵律环带

（正交偏光）

图10-91 蠕虫状结构

（正交偏光，40×）

图10-92 辉长岩中的斜长石之聚片双晶

（正交偏光，40×）

图10-93 苏长辉长岩中的斜长石与黑云母

（正交偏光，40×）

　　环带结构（zonal texture）

　　晶体颗粒表现出明显的环带,正交偏光镜下呈现环带状消光,在中性斜长石重尤为常见斜长石的环带内外成分不同,内部环带的长石成分偏基性,外部偏酸性,它是在岩浆岩冷却速度中等条件下形成的,出现于中深成岩或部分浅成岩中,而深成岩中的长石少见环带状结构。

　　在正交偏光下同一个矿物颗粒内不同环带的干涉色和消光方位不一致。这种光性的不一致是由于矿物颗粒内各种组成分子的比例改变所引起的。如斜长石常具环带结构，尤其是中长石环带结构最发育。根据环带的成分和形成变化特征，还可进一步细分为：正环带结构、反环带结构、韵律环带结构，弧圈带状结构，不规则带状结构和间断面结构。环带结构多见于浅成岩、次火山岩、火山岩中，是在温压变化较大条件下的产物。