火成岩的种类复杂,易于混淆。在进行鉴别和分类时,一般首先排除碎屑岩、碳酸岩和一些特殊类型的岩石,然后判断是侵入岩还是喷出岩,再根据初步判断结果应用相应的分类体系进行鉴别和分类。
根据形成火成岩的岩浆中的SiO 2 含量,可将火成岩分为超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩。根据火成岩的成岩环境,可以将火成岩分为侵入岩和喷出岩。
物质成分和成岩环境共同决定了火成岩的鉴别特征(表2-1)。
表2-1 火成岩分类及代表性岩石
一般情况下,深成岩的矿物颗粒较粗,易于辨认,因而其分类一般以矿物组成和含量为基础,称为定量矿物成分分类。喷出岩由于存在隐晶质和玻璃质,往往难以确定矿物组成,其分类一般以化学成分为基础。浅成岩的分类一般参照深成岩或喷出岩,但在命名时突出其结构特征。
超基性岩以侵入岩为主,在地表出露非常少,其出露面积不足火成岩出露面积的1%。很多超基性岩直接来自地幔,可以提供地幔深部的信息。
代表性岩石橄榄岩,主要由橄榄石和辉石组成,橄榄石含量40%~90%,辉石为斜方辉石和单斜辉石,有时也可含少量角闪石、黑云母等,颜色多为浅绿色,粒状结构为主,包含结构、反应边结构及海绵陨铁结构也较常见。岩石中橄榄石常呈自形晶,也可呈圆粒状或被其他矿物包裹。
基性岩是地球上分布最广泛的一类火成岩,代表性喷出岩为玄武岩,代表性侵入岩为辉长岩,浅成条件下的代表性岩石为辉绿岩。其矿物成分特点是,以辉石和基性斜长石为主要成分,有时含橄榄石、少量碱性长石、石英或霞石。岩石一般呈灰黑色(氧化后可呈猪肝色),密度较大。
辉长岩和辉绿岩 常呈粒状结构,典型的结构是辉长结构和辉绿结构,两种结构间存在连续过渡关系,主要差别在于辉石和斜长石的相对大小及包裹关系。在辉长结构中辉石与斜长石大小相近,两种矿物几乎同时结晶形成;在辉绿结构中,辉石晶体可包含多个斜长石晶体,但斜长石自形程度高,反映斜长石结晶较早。辉长岩一般呈块状构造,色率一般为35~65。辉绿岩是矿物成分与辉长岩基本一致的浅成岩,暗绿色或灰绿色,粒度细小,常呈岩床、岩墙产出。
玄武岩 一般呈细粒隐晶质至玻璃质,少数呈中粒显晶质,常见斑状结构。由于玄武质岩浆含有大量挥发组分,因而普遍发育气孔构造和杏仁构造(沸石、玉髓等填充气孔形成)。大陆上喷发的玄武岩常具绳状构造、碎块构造和柱状节理,水下喷发的玄武岩常具枕状构造。主要种属有拉斑玄武岩(一般不含橄榄石,如福建牛头山玄武岩)、碱性玄武岩(江苏六合、江宁等地的玄武岩)等。
中性岩的化学成分介于基性岩和酸性岩之间,浅色矿物以长石为主,色率一般小于40,代表性的侵入岩为闪长岩、二长岩和正长岩,相应的喷出岩为安山岩和粗面岩,相应的浅成侵入岩为闪长玢岩、二长斑岩和正长斑岩。
本类岩石较少单独产出,除安山岩外分布不广,一般与其他种类的岩石共生,且往往有过渡关系。
闪长岩中石英含量小于5%,斜长石含量占长石总量的2/3以上,暗色矿物占20%~35%,最常见的暗色矿物为角闪石,常具环带结构。
安山岩 的成分与闪长岩相同,其名称源于南美洲的安第斯山脉,肉眼观察为暗色的细粒或隐晶质岩石,蚀变后常呈绿色,色率一般小于40,常具斑状结构,有时可见玻璃质。安山岩往往是中心式喷发的产物,常形成火山锥,在活动大陆边缘、造山带及岛弧地区广泛分布,是除玄武岩外分布最广的火山岩,常伴生玄武岩、流纹岩等火山岩。
酸性岩的SiO 2 含量高,属于硅酸过饱和岩石,富碱,矿物成分以浅色矿物为主,石英、碱性长石和斜长石的含量超过90%,因此岩石色率低、色调浅、密度小。代表性深成岩为花岗岩,代表性浅成岩为花岗斑岩,代表性喷出岩为流纹岩。
花岗岩 是自然界中分布最广的侵入岩,主要位于大陆地壳,约占大陆地壳体积的50%。花岗岩种类繁多,组成矿物主要为石英、碱性长石和酸性长石,三者占组成矿物总量的90%以上;铁镁矿物含量低于10%,主要为黑云母或少量角闪石和辉石。花岗岩典型结构为花岗结构,可细分为粗粒、中粒和细粒,在浅成环境中常见斑状结构;常呈块状构造,在岩体边缘也可由于包含捕虏体或暗色包体而呈斑杂构造,浅成环境中还可呈晶洞构造。花岗岩按斜长石含量可以细分为富石英花岗岩、碱长花岗岩、钾长花岗岩(普通花岗岩)、二长花岗岩、花岗闪长岩、斜长花岗岩等(图2-7)。
流纹岩是酸性喷出岩的典型代表,其成分与花岗岩一致,但结构、构造有明显不同,多呈灰色或灰红色,通常为斑状结构,基质结构不一,可见球粒结构、霏细结构和玻璃质结构;常见流纹构造、气孔构造(气孔多不规则),有时可见石泡构造。
图2-7 酸性侵入岩分类图