结构指组成岩石的矿物颗粒本身的特点(结晶程度、晶粒大小、晶粒形状等)及颗粒之间的相互关系反映出的岩石构成特征,侧重于强调矿物个体的特征。火成岩的结构主要反映岩浆固结过程中的热力学环境。
划分结构的要素主要包括结晶程度、颗(晶)粒大小或相对大小、矿物的自形程度、矿物颗粒间的相互关系等(图2-6)。
图2-6 火成岩的结构
(1)结晶程度
根据岩石中矿物的结晶程度,可以将岩石分为三类:
全晶质结构——岩石全部由矿物晶体组成,不含玻璃质,常是深成岩的特点,反映岩石具有良好的结晶条件。
半晶质结构——岩石中只有部分矿物结晶,还存在部分玻璃质,在火山岩和次火山岩中常见。
玻璃质(非晶质)结构——岩石几乎全部由非晶质玻璃体组成,常见于喷出岩,是岩浆快速冷凝的产物。
(2)颗(晶)粒绝对大小和相对大小
矿物的颗粒有绝对大小和相对大小之分,据此可以区分不同的结构类型。
①根据矿物的绝对大小,可将岩石的结构分为显晶质结构和隐晶质结构。
显晶质结构矿物颗粒用肉眼或在放大镜下能够分辨晶体。按矿物的平均粒径可以进一步细分为粗粒(d>5毫米)、中粒(d=1~5毫米)、细粒(d=0.1~1毫米)和微粒(d=0.02~0.1毫米)。
隐晶质结构矿物颗粒非常细小,只有在显微镜下才能分辨晶体。隐晶质结构的岩石在肉眼下不易与玻璃质结构的岩石区别,但它们一般不具有玻璃质结构常具有的玻璃光泽和贝壳状断口。
②按照组成岩石的矿物颗粒的相对大小,可以细分为等粒结构和不等粒结构。岩石中主要矿物的粒径大致相同时为等粒结构,常见于深成岩中。岩石中主要矿物的粒径明显不同时为不等粒结构,按粒径的变化规律又可分为连续不等粒结构、斑状结构和似斑状结构。
斑状结构岩石中矿物颗粒可以区分为明显不同的两部分,大的称作斑晶,小的称为基质(细晶、微晶、隐晶质或玻璃质)。如果基质为显晶质,且与斑晶的大小相差并不悬殊,则称为似斑状结构。斑状结构常见于浅成侵入岩和火山岩中。
(3)矿物的自形程度
矿物的自形程度是指矿物的实际产出形态与理想状态下结晶形态的吻合程度,它受矿物结晶时的物理化学条件及时间空间等多种因素的制约。
火成岩的结构按照矿物的自形程度可分为全自形粒状结构、半自形粒状结构和他形粒状结构。全自形粒状结构往往由岩浆早期结晶出的矿物堆积而成,如纯橄岩、辉石岩。半自形粒状结构常见于侵入岩。最常见的他形粒状结构发育于细晶岩中,全部由不规则的他形晶矿物颗粒组成。
(4)组成岩石矿物颗粒之间的相互关系
火成岩根据矿物颗粒之间或矿物颗粒与玻璃质之间的相互关系,可区分出一系列结构。侵入岩中常见的结构包括海绵陨铁结构(常见于深成超基性岩和基性岩)、反应边结构、辉长结构、包含结构或嵌晶结构、花岗结构(常见于深成花岗岩)、文象结构、蠕英结构(常见于深成花岗岩)、煌斑结构等。喷出岩中常见的结构有鬣刺结构(常见于科马提岩中)、间粒结构(常见于粗粒玄武岩中)、间隐结构、填间结构、交织结构、玻基交织结构(常见于安山岩中)、粗面结构(常见于粗面岩中)、响岩结构(常见于霞石岩中)等。
火成岩的构造型式有很多,按其形成方式可以分为三类,即岩浆结晶过程中处于流动状态形成的构造、岩浆冷凝过程中形成的原生节理和裂隙构造、由结晶作用特点和岩石组分空间填充方式所形成的构造。
(1)岩浆结晶过程中处于流动状态形成的构造
流线、流面构造:流线(面)是一维(二维)延伸,矿物及捕虏体、析离体等沿延长方向的定向排列,流线一般平行于岩浆流动方向,流面一般平行于岩体与围岩的接触面。
流纹构造:流纹岩的典型构造,表现为不同颜色和构造的条带及矿物斑晶、拉长气孔等的定向排列,可指示岩浆的流动方向。
块状熔岩结构:黏度较大的玄武质岩浆在流动过程中被推挤破碎并杂乱堆积而成的构造。
绳状熔岩构造:黏度较小的玄武质岩浆在流动过程中扭曲成绳索状而形成的构造。
枕状构造:熔岩流在水下凝固时,其表面先形成硬壳,壳内的熔岩从冷凝收缩形成的硬壳裂隙中流出,表面又形成硬壳,内部的岩浆再次从硬壳的裂隙中流出,循环往复,从而形成枕球体,常出现于海相基性熔岩中。
(2)火成岩的原生节理构造
岩浆在冷凝固结时,因为体积收缩会产生各种节理。由于侵入岩和喷出岩结晶条件不同,因而节理形态也各具特征。
侵入岩的原生节理是在有上覆围压的条件下冷凝收缩而成的,根据节理与流线、流面构造的相对关系,可以分为四组:横节理、纵节理、层节理和斜节理。
横节理方向与流线垂直,常发育于侵入体的顶部,节理面粗糙,属张节理,常被岩脉或矿脉填充。纵节理方向与流线平行,垂直于围岩与岩体的接触面,一般较平整。层节理也称水平节理,一般与侵入体和围岩的接触面平行,常见于岩床和岩盖。斜节理方向与流线斜交,常发育于侵入体顶部,且常出现共轭的两组,其锐角等分线指示流线方向。
喷出岩的原生节理是在没有上覆压力的条件下冷凝收缩形成的,常产生垂直于接触面的张节理,其中最常见的是截面为多边形的柱状节理。我国典型的例子有福建龙海牛头山。南京地区在六合桂子山、瓜埠山、马头山等均有大面积产出。在理想状态下,岩浆冷凝收缩会产生六方柱,若节理发育受到限制,也可形成五边形、四边形或不规则截面柱体。
(3)由结晶作用特点和岩石组分空间填充方式所形成的构造
此类构造有很多,常见的有块状构造、斑杂构造、带状构造、球状构造、珍珠构造、石泡构造、晶洞构造、气孔构造和杏仁构造等。