火山岩的化学成分有什么？

火山岩，英文名：Effusive rock，岩浆喷出地表冷却凝固而形成的岩石。又称“喷出岩”。 狭义的喷出岩即指各种熔岩。熔岩具有两种含义，一是指喷出地表后挥发分逸散的炽热熔融状态的岩浆，又称熔浆；一是指由熔浆冷却凝固而形成的岩石。没有冷却的熔浆可以沿山坡或河谷流动，其前端多呈舌状[1]，称为熔岩流。由于熔浆化学成分的差异，其粘稠性和流动速度亦不同，基性熔浆一般含SiO2较少，粘性小，流速大，酸性熔浆含有SiO2较多，粘性大，流速小。大面积的熔岩流冷凝而形成的岩石为熔岩被。熔岩冷凝过程中，由于岩石导热性和地表形态的差异，可形成波状熔岩、绳状熔岩、块状熔岩、熔岩瀑布和熔岩隧道等各种形态。熔浆可以是在火山爆发时从火山口喷流出来，也可以是沿断裂溢流出来。熔浆的化学成分不同，冷却凝固后所形成的岩石也不同。基性的喷出岩为玄武岩，中性的喷出岩为安山岩，酸性的喷出岩为流纹岩，半碱性和碱性喷出岩为粗面岩和响岩。喷出岩多具气孔、杏仁和流纹等构造。多呈玻璃质、隐晶质或斑状结构。玻璃质的黑曜岩、珍珠岩、松脂岩、浮岩等喷出岩称为火山玻璃岩。

黏度也是岩浆很重要的性质之一，它代表着岩浆流动的状态和程度。岩浆中SiO2的含量对黏度影响最大，其次是Al2O3，Cr2O3，它们的含量增高，岩浆黏度会明显增大。酸性岩中SiO2，Al2O3的含量很高，因此，黏度也最大；溶解在岩浆中的挥发份可以降低岩浆的黏度、降低矿物的熔点，使岩浆容易流动，结晶时间延长；此外，岩浆的温度高，黏度相应变小；岩浆承受的压力加大，岩浆的黏度也增大。 岩浆岩中有一些自己特有的结构和构造特征，比如喷出岩是在温度、压力骤然降低的条件下形成的，造成溶解在岩浆中的挥发份以气体形式大量逸出，形成气孔状构造。当气孔十分发育时，岩石会变得很轻，甚至可以漂在水面，形成浮岩。如果这些气孔形成的空洞被后来的物质充填，就形成了杏仁状构造。岩浆喷出到地表，熔岩在流动的过程中其表面常留下流动的痕迹，有时好象几股绳子拧在一起，岩石学家称之为流纹构造、绳状构造。如果岩浆在水下喷发，熔岩在水的作用下会形成很多椭球体，称之为枕状构造。

火山岩浆是地壳深部或上地幔物质部分熔融而产生的炽热熔融体。火山岩浆，地壳深部或上地幔物质部分熔融而产生的炽热熔融体。成分复杂，以硅酸盐为主，含一定数量的挥发组分，具有一定的粘度。岩浆岩岩石学认为岩浆分为原生岩浆和再生岩浆。

地球的不同层圈内，可形成不同成分和物理化学性质的岩浆，如超基性、基性岩浆形成在地下较深部，温度较高，约为1000～1200℃；酸性、中性岩浆形成的部位相对较浅，温度相对较低，约为700～1000℃。苏联学者列文松-列辛格认为有两种岩浆花岗岩浆和玄武岩浆。

里特曼则划分出：原生岩浆；次生岩浆或重熔岩浆；同熔岩浆；混染岩浆。岩浆在地壳内部具有很高的温度和压力，在构造运动或其他内动力的影响下可以侵入地壳的软弱部分或喷出地表，经冷凝固结形成各种火成岩。

岩浆岩岩石学认为：岩浆分为原生岩浆和再生岩浆。

原生岩浆是地核俘获的熔融物质形成的。地核俘获熔融物质和其他一些物质形成巨厚的熔融层。这些物质其成分是不均的。原生岩浆凝固形成最原始的地球外壳。

我们所见到的各类侵入岩，如超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩和碱性岩等，以及火山喷发出的各类岩浆，它们都是再生岩浆，只是来源深度、通道物质成分及分异程度不同而已。

再生岩浆包括原生岩浆变异出的岩浆和重熔岩浆。

地球液态层是由原生岩浆经变异形成的再生岩浆组成的经过温度、成分和物态的改变而形成的。

岩浆喷出地表冷却凝固而形成的岩石狭义的喷出岩即指各种熔岩熔岩具有两种含义,一是指喷出地表后挥发分逸散的炽热熔融状态的岩浆,又称熔浆；一是指由熔浆冷却凝固而形成的岩石没有冷却的熔浆可以沿山坡或河谷流动,其前端多呈舌状,称为熔岩流由于熔浆化学成分的差异,其粘稠性和流动速度亦不同,基性熔浆一般含SiO2较少,粘性小,流速大,酸性熔浆含有SiO2较多,粘性大,流速小大面积的熔岩流冷凝而形成的岩石为熔岩被熔岩冷凝过程中,由于岩石导热性和地表形态的差异,可形成波状熔岩、绳状熔岩、块状熔岩、熔岩瀑布和熔岩隧道等各种形态熔浆可以是在火山爆发时从火山口喷流出来,也可以是沿断裂溢流出来熔浆的化学成分不同,冷却凝固后所形成的岩石也不同基性的喷出岩为玄武岩,中性的喷出岩为安山岩,酸性的喷出岩为流纹岩,半碱性和碱性喷出岩为粗面岩和响岩喷出岩多具气孔、杏仁和流纹等构造多呈玻璃质、隐晶质或斑状结构玻璃质的黑曜岩、珍珠岩、松脂岩、浮岩等喷出岩称为火山玻璃岩广义的喷出岩包括各种熔岩和火山碎屑岩火山碎屑岩主要是由火山作用而形成的各种碎屑物堆积而成的,往往混有一定数量的正常沉积物或熔岩物质

由于火山喷发的物理化学条件的不同,火山在形态上有多种不同的类型,一般分为三种：

1、盾状火山：由于火山挤出的产物主要为低粘滞性的玄武岩岩浆,所以形成的山体具有宽阔顶面和缓坡度侧翼

2、火山渣锥：火山爆发时,喷出气体携带熔岩滴进入大气,然后在火山口附近降落,熔岩滴在落地之前已经是固体或部分固体了,降落后堆成的山体,就是火山渣锥

3、复合型火山（层状火山）：一般是火山多次喷发所形成形成复合型火山的通常是安山岩,但也有例外

火山喷发出的物质种类：

根据火山喷出物质的物理性质,人们把这些物质分为三类：

1、熔岩：流出地表的岩浆

2、火山岩屑；火山爆发时,当岩浆接近地面时,黏度过高,气体不易逸出,于是累积的压力越来越大,终于把熔岩炸碎而喷发,浙西喷出的物质便是火山岩屑从小到大分别称为：火山尘、火山灰、火山弹

3、火山气体：主要成分是水蒸气,还有二氧化碳、氮气等大部分水气来自熔岩内部,其它水气来自地表水或地下水火山气体携带大量火山灰、火山尘等,所以火山气体喷发时就像黑云升起一样

(壹) 前言

火山（Volcano）的名词来自义大利的"Vulcano",原是义大利地中海内利巴里群岛（Lipari Islands）一个火山的名称, 后来成为火山代名词而Vulcan 在古罗马文字中指『火神』

(贰) 火山形成成因

火山运动和地球内部熔融之流质,所带动之板块运动有密切关系

板块运动

地球表面及浅处部分可分为若干个大板块板块包括地壳和地函上部,相当於岩石圈,约100公里厚各板间在其板块边界做相对 运动：一是扩张（Divergence）,一是隐没（Convergence）；这就是板块运动火山活动一般发生在板块交接的地方或其附近,主要分三部分：

板块扩张带:太平洋脊带、大西洋中洋脊带及印度洋中洋脊带的火山均属於此

板块隐没带:环太平洋带及地中海带的火山均发生在此附近

热点:位於地函上部,在此可生成岩浆,当板块做水平移动时,经过热点上便有火山生成,这样连续发生会造成一系列的火山, 而火山生成离热点越远者越老如夏威夷火山群岛

而板块运动使得岩浆生成并上升,流出地面造成火山

岩浆的生成和流出

火山活动是指地下深处的岩浆流至地面的现象而我们所能看得到的火山活动,只是从岩浆流到地面上开始,到活动停止这一段期间的 各种现象而已在地下进行的活动必须使用其它方法来推测以下是有关岩浆地下活动：

岩浆生成的场所：岩浆大部分产生於地壳下部至地函上部之间（大约20公里至200公里间）,而多在地函上部中

岩浆生成的条件：地球内部温度的分布,在地下200公里处的温度,据估计在1200℃至1600℃左右在这种温度之下,该处的超基性矽酸盐矿物大部分不会熔融因为若熔融,温度必须提高,不然矽酸盐矿物的熔点就要降低因此岩浆生成的原因有：温度增高、含水量增多、压力减低等温度增高的方式有： 地函内的热对流,可使部分地函的温度升高；某种应力加强而使部分地函的温度升高地函内压力减少会使矽酸盐矿物熔融点降低,地函内水分增多也会使矽酸盐矿物的熔点降低等 地球各地岩浆生成的原因并不相同,即各地岩浆生成机制不同海洋山脊下的岩浆、大陆边缘下的岩浆、岛弧下的岩浆及大陆下的岩浆,其生成机制都互有差异

岩浆的上升与成分变化：岩浆内的压力若超过上盖岩层的压力时,岩浆就沿裂缝上升至地面岩浆在上升期间,随温度及压力的降低,部分矿物开始结晶,而岩浆成分也开始变化结果流至地面上时,就生成各种火成岩对於岩浆的上升机制和成分变化（分异作用）也有种种看法,如岩浆生成后直接上升至地表, 茼b上升期间,岩浆成分有的会发生变化,有的不会发生变化；岩浆（原始岩浆）生成后开始上升,但在半途停留一段时间（形成所谓岩浆库,Magma reservoir）后在上升至地表,在此情形下,岩浆成分在原始岩浆上升中、在岩浆库中或第二次上升中都可能发生变化至於岩浆的停留次数 M成分变化的场所可以做多种考虑

矿产性质：浮石又叫轻石，是一种浅色的多孔的玻璃质岩石。它是岩浆喷发时，由于压力的急剧减小，内部气体迅速逸出膨胀而形成的。根据其喷发物形状和大小，叫法上有所区别。从豆粒大小到蛋大小的叫火山渣、比豆小的叫火山灰。浮石是酸性火山岩．硬度为6，密度小于lg/cm3，能漂浮于水面；保温隔热良好；多孔而间壁锋利。化学活性高，吸附性强，在水硬性激发剂作用下有明显水硬胶凝性质。

浮石的化学成分不稳定，大体上501占65％—75%, Al0i9％—12%, Cao, Mgo, Fe2O3之和为30％左右。

浮石的化学成分（%）：

日本浅间：SiO2（6267），Al2O3（1601），Fe2O3（232），CaO（644），MgO（372），烧失量（089）。

意大利白榴火山灰：SiO2（460），Al2O3（1650），Fe2O3（1550），CaO（100），MgO（30），烧失量（50）。

黑龙江克东县：SiO2（5163），Al2O3（1433），Fe2O3（627），CaO（579），MgO（654）。

矿产用途：浮石的用途很多，主要用作天然轻质骨料、保温隔热材料、填料等。我国浮石、火山灰主要用途如下。

建筑材料：混凝土用天然轻质骨料。如外墙板、楼板、屋面板；屋面保温层、隔热层；小型空心砌块；耐热混凝土；水泥活性混合材料；配制无熟料水泥；建筑物饰面材科；隔音保温材料。

化学工业：磨粉作过滤剂、干燥剂和催化剂、石油化工中的分子筛储酶载体。

塑料、填料工业：光学玻璃高级磨料、塑料抛光剂、橡胶填料、硬塑料填料、牙膏、肥皂及其他日用化工品填料。

其他：杀虫剂载体、肥料控制剂。

国外浮石、火山的主要用途如下：

建材：轻质混凝土如抹灰泥、装饰板填料比普通混报土轻2%,耐火度高2%;砌块砖、建筑大板、承重构件、水工、热工、桥梁工程建筑构件；铁路道渣；水泥（以浮石为原料)。

研磨业：玻璃及眼镜研磨料，软金属及塑料抛光剂，显像管及荧光屏抛光剂，电镀前抛光金属（银、铜，家具、乐器）．清洗和摩擦木质、金属表面、石料。

填料：金属餐具擦洗剂．电路板清洗研磨料．肥皂、工作服洗涤用去污粉。

日用化工：美容材料，牙膏、机用肥皂和化妆用品填料。

石油化工：分子筛．像胶、沥青、造纸、油漆等的填料，过滤剂、杀虫剂载体，陶瓷彩釉、珐琅配料。代替轻质碳酸钙作塑料充填料。

保温隔热材料：以浮石为主要原料，经高温熔化制成矿棉及其制品，用于天花板的隔音。

矿产及矿石类型：由于火山喷发温度和压力不同，其矿物组成和成分有很大差别，按其组成可将浮石矿床分为玄武岩质、流纹岩质、安山岩质、粗面岩质矿床。

我国浮石资源十分丰富．北起黑龙江、南至海南岛的火山分布区都有浮石矿产分布，以北方地区为多，质量较好，喷发年代较新。

我国浮石资源以玄武岩质浮石为主，流纹岩质浮石仅见长白山地区、安山质岩石较为少见，仅长白山天池有所发现。

工业要求：

矿石质量通常要求：松散容重<1g/cm3；化学成分、抗压强度、粒度分布、吸水率，含泥量作一般了解。

产品质量要求见下表。矿床开采技术条件举例：吉林安图县圆池沸石矿床，最低可采厚度05m，夹石剔除厚度大于02 m，剥采比为05：1。吉林省和龙县赤峰浮石矿床，最低可采厚度05 m，夹石剔除厚度02m，剥采比为05：10。

矿产资源的综合利用：

我国浮石的综合利用：我国现有的浮石矿山企业多数是乡镇企业。天开采。加工方法极其简单。通常是将矿石破碎到20-40mm按粒度分级出售。

（1）吉林安图县浮石矿 该矿有两个矿区：圆池和二道白河矿区，年产量2x10^4 m3,加工原则流程是：原矿→水洗→筛选→晒干→包装。主要设备有笼式破碎机、推土机、搅拌洗矿机和磨粉机。 产品及规格：浮石粒，05-10cm、1-2cm；浮石块，3-5cm、5-8cm、8-12cm;浮石0043mm、006mm、009mm。

(2)黑龙江省克东县火山灰矿 矿区位于黑龙江省克东县境内，1974年建矿。1976年投产。主要生产小型空心砌块。

国外浮石的综合利用：国外浮石的加工流程和方法较为简单，通常是很据资源特点，按粒度分级出售。建筑用浮石加工流程为：原矿分选→破碎→干燥→筛分或水浮净化确分级→产品。工业用浮石粉加工渡程为：原矿破碎→干燥→净化→湿磨→微米级产品。

综合评价：

浮石火山灰是一种廉价的天然建筑材料，开发和利用程度受世界各国工业发展水平和建筑工业的兴衰而变化。

当今世界建筑群休风格各异．型式多样．向高层式多层次发展。要求现代建筑群体具有轻质高强、节能、抗震、风化、保湿、绝热、吸音、无毒和价廉的特点．浮石制品可充分满足以上技术要求，是一种新型建筑材料。有些国家可供开发利用的天热建筑砂石材料面临枯竭，而浮石、火山灰等资源又贫乏，迫使其加速在国内内找寻代用品，加硅藻土、膨胀珍珠岩、 粘土、页岩、炉渣、粉煤灰、塑料粉末等。上述材料的综合性能不如浮石、火山灰和火山渣优良．而且加工费用较昂贵．在建筑上应用受到一定限制。而浮石、火山灰采掘简便，成本低康，因而在世界各国建筑工业上得到普通应用。北美、西欧各国大量进口以们足国内建筑工业的需要。

浮石、火山灰的新用通不断发现．应用范围不断扩宽，如抛光、美容、洗涤、填科（化装用品、装饰板、隔音油漆、膨松油漆）等作为特殊用途的产品在工业上的需求量不断增长。

在数量上建筑工业用浮石占绝对优势．但在价值上工业用浮石、火山灰占优势。如洗涤用浮石在英国每吨售价400英磅，美容用浮石每吨日扣英曲，其盈利幅度较高。许多厂家已转向生产这种高值产品。如美国东部地区从意大利进口-64mm的浮石，进行第二次加工出售，每顿售价220美元。

我国浮石资源极为丰富，除生产建材用浮石外，应研究和开发工业级浮石，深度加工，大量出口，占领国际市场。