实习六 肉眼识别常见岩浆岩及相关的矿石
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发布时间：2022-04-26 22:26
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时间：2022-06-19 00:16
一、目的
观察岩浆作用产物的特征，识别常见岩浆岩及相关的矿石，加深理解岩浆作用及相关的内生成矿作用过程。
二、要求
(1)在老师指导下，了解观察岩浆岩的一般方法，分析岩浆岩的矿物成分、结构、构造特点及其与岩浆性质、形成条件之间的关系。
(2)认真观察常见岩浆岩及相关的矿石，并填写实习报告。
(3)参观标本:花岗伟晶岩、细晶岩、火山弹、火山角砾岩、凝灰岩和火山玻璃。
三、实习内容
运用已有的矿物知识，并借助简单的设备，认真观察岩浆岩及相关矿石的颜色、结构、构造及矿物成分等;对差异不明显的标本(如花岗岩和花岗闪长岩)要进行细致的对比;观察时可参考常见岩浆岩及相关矿石特征的描述，最后将观察结果整洁清楚地填写在实习报告表中。
1.颜色
颜色指岩浆岩外表的总体颜色，而不是指单个矿物颗粒的颜色。颜色往往反映岩浆岩的矿物成分或化学成分的变化，是肉眼鉴定岩浆岩并进行分类的重要标志之一。从超基性岩至酸性岩，颜色一般由深变浅，即暗色矿物(铁镁矿物)的含量逐渐减少，色率降低。颜色由深变浅，通常描述为:黑色、绿黑色、灰黑色、深灰色、灰色、灰绿色、暗红色、浅红色、灰白色和肉红色等。
2.结构
结构指组成岩浆岩的矿物的结晶程度、颗粒大小、形态及其相互关系。影响岩浆岩结构的因素主要是岩浆的冷凝速度。岩浆的冷凝速度主要受岩浆的成分、温度、黏度以及所处深度等因素所控制。
(1)根据显晶质和非晶质(玻璃质)矿物的相对含量，可将岩浆岩结构分为三类:
全晶质结构岩石全部由矿物晶体组成，不含玻璃质。这种结构一般是深成岩的特点，它表示在岩石形成过程中具有良好的结晶条件和缓慢冷却的结晶过程。
玻璃质结构岩石几乎全部由未结晶的火山玻璃质组成。主要出现在酸性熔岩或浅成、超浅成侵入体的边部。这是岩浆快速冷凝的产物。
半晶质结构岩石中既有矿物晶体，又有玻璃质。在熔岩及超浅成侵入体边部常见这种结构。其中的晶体部分是在地下深处冷凝、结晶的，玻璃质部分则是在地表或接近地表的环境中快速冷凝的结果。
(2)根据矿物颗粒的绝对大小，可分为:粗粒结构(颗粒直径>5mm)、中粒结构(5～1mm)、细粒结构(1～0.1mm)。这三种结构在肉眼或放大镜下均能分辨出矿物颗粒，统称为显晶质结构。如果颗粒十分细小(<0.1mm)，在肉眼或放大镜下不能分辨，但在显微镜下能看出晶粒，则属于隐晶质结构。具有显晶质、隐晶质和玻璃质结构的岩浆岩标本有如下特征，观察时要认真对比。
显晶质结构 岩石断面粗糙，矿物颗粒肉眼可见，能在标本中确定主要矿物成分。
隐晶质结构 岩石断面平整，矿物颗粒肉眼看不清楚，难以确定主要矿物成分。
图实6-1 由颗粒相对大小命名的结构类型
玻璃质结构 岩石断面光滑，常见贝壳状断口，断面具玻璃光泽或松脂光泽。
(3)按矿物颗粒的相对大小(图实61)，可分为:
等粒结构 岩石中同类主要矿物颗粒直径大小基本一致。
不等粒结构 同类主要矿物颗粒大小不等。
斑状结构 同类矿物由大小截然不同的两类颗粒组成，大的叫斑晶，为显晶质;小的叫基质，为隐晶质或玻璃质。其间没有中等大小的颗粒，可与不等粒结构相区别。斑状结构是浅成岩和喷出岩中常见的结构。
似斑状结构 同类矿物由大小不同的两类颗粒组成，但斑晶和基质都是显晶质的，基质可以是中粒、细粒甚至粗粒的。这种结构常见于浅成岩和深成岩中。
3.构造
构造指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其他部分之间的排列、充填与组合方式。岩浆岩的构造有以下几种主要类型:
块状构造 指岩石中的各种组分均匀分布，没有定向排列，是岩浆岩中最常见的一种构造。
带状构造 颜色、粒度或成分不同的矿物集合体有规律地逐层交替成条带状，近于平行排列。带状构造主要发育在岩体边部以及同化混染作用或结晶分异作用较强的岩体中。
流纹构造 为流纹岩的典型构造，表现为不同颜色和结构的条带以及矿物斑晶、拉长气孔等的定向排列，是熔岩在流动过程中逐渐冷凝而形成的，常见于酸性或中酸性熔岩中。
气孔构造和杏仁构造 是熔岩中常见的构造。岩浆喷溢出地表，由于冷却速度较快，其中所含的气体来不及全部逸出，冷凝后留下气孔，称为气孔构造。气孔的拉长方向可指示熔浆流动方向。如果气孔后来被外来矿物质所充填，宛如杏仁，则称为杏仁构造。
晶洞构造 侵入岩中近于圆形或椭圆形的原生孔洞称为晶洞，它是富含气体的酸性岩浆在冷凝过程中，气体残留在岩浆岩体内，冷凝、收缩和结晶后构成大小不一的晶洞，直径可由数厘米至数十厘米。这种构造在花岗岩中较常见，晶洞壁上常发育晶形完好的石英、长石晶体。
结构和构造是岩浆岩分类命名的重要依据，是岩石形成过程中地质及物理化学条件的反映，因而结构和构造可以表明形成于不同环境的岩浆岩类型，即深成岩、浅成岩或喷出岩。例如，玻璃质结构、气孔构造、流纹构造等为喷出岩所特有;深成岩具有中粗粒全晶质结构和块状构造;浅成岩呈过渡的特点，在不同的部位往往可以具有喷出岩或深成岩的结构与构造。
4.矿物成分
矿物成分的研究是岩浆岩分类和命名的主要依据，对于了解岩浆岩的化学成分、形成条件及成因具有重要的意义。鉴定岩浆岩标本的主要任务之一就是要确定矿物的种类及其相对含量。
岩浆岩的矿物种类繁多，常见的有20余种，其中最主要的是橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、钾长石和石英。根据化学成分，可以把这七种矿物分为铁镁矿物和硅铝矿物两大类。
铁镁矿物 富镁、铁、钛、铬的硅酸盐矿物，其中SiO2含量相对较低，包括橄榄石、辉石、角闪石和黑云母等。它们颜色较深，故又称为深色或暗色矿物。
硅铝矿物 富钾、钠、钙的铝硅酸盐矿物和石英，FeO、MgO含量很低，包括钾长石、斜长石和石英等。由于它们颜色较浅，又可称为浅色矿物。
岩浆岩中暗色矿物所占的体积百分含量称为色率。例如，超基性岩的色率一般约90，基性岩约50，中性岩约30，酸性岩约10。
在鉴别矿物时，特别要注意辉石与角闪石、斜长石与钾长石的区别，是否含石英以及石英的含量。
辉石和角闪石 通常都呈绿黑色，风化后绿色调增强。辉石一般呈粒状、短柱状，断面近似正方形或圆形，多出现在基性岩中;角闪石一般呈长柱状，横断面近似菱形，多出现在中酸性岩中。
斜长石和钾长石 大多数发育良好的解理面，因而在岩石中表现出鲜明的灰白色和肉红色。将斜长石颗粒置于反光条件下，常见窄板状或明暗相间的聚片双晶;钾长石则多呈浅肉红色，宽板状，常见半明半暗的卡斯巴双晶。
石英 在岩石中一般呈浅灰色，粒状或不规则状，不平坦断口，断口油脂光泽，经常与钾长石共生。按说石英应该是无色透明的矿物，当石英矿物内气液包裹体较多时应该是白色的，但是由于岩石内石英颗粒表面不平整，光线射进去以后，反射出来的较少，所以通常都呈现为浅灰色，有点半透明的感觉。
根据不同矿物的含量又可分为:
主要矿物 指含量多，并且在确定岩石大类名称上起主要作用的矿物。例如，花岗岩类中的钾长石、斜长石和石英都是主要矿物，缺少其一就不能称为花岗岩类。
次要矿物 指含量较少，对于划分岩石大类不起作用，但对确定岩石种属起到一定作用的矿物，含量一般在1%～10%左右。例如，闪长岩类中石英含量>5%者，可称石英闪长岩，无石英或石英含量<5%者，则称闪长岩，二者均属闪长岩类。
副矿物 指含量很少，通常<1%，在一般岩石分类命名中不起作用的矿物。常见的有独居石、磷灰石、榍石、磁铁矿等。
5.岩浆矿床及常见矿石
岩浆在地壳深处经过分异作用、结晶作用，使分散在岩浆中的成矿物质聚集而形成的矿床称为岩浆矿床。岩浆矿床的主要特征:其形成过程和母岩体的冷凝结晶过程在时间上大体一致;矿体主要产在母岩体内，有的矿床整个岩体就是矿体，如含金刚石的金伯利岩筒，含浸染状铬铁矿的纯橄榄岩体等;矿石的矿物组成与母岩基本相同，只是矿石中矿石矿物(有经济价值的矿物)相对富集，如纯橄榄岩中铬尖晶石一般含量<1%，属于副矿物，如果含量达到15%时就构成了铬铁矿矿体，这表明岩浆岩中的有用组分富集到能为工业利用的程度就形成了岩浆矿床。
岩浆矿床的主要类型:镁质超基性岩中的铬(铂)矿床、铁质基性岩中的含钒钛铁矿磁铁矿矿床、镁铁质基性超基性岩中的铜镍(铂)硫化物矿床、金伯利岩中的金刚石矿床。
矿石的矿物组成与岩浆矿床的形成条件、矿床类型等有关。例如，*罗布莎铬铁矿矿床，矿石矿物以铬尖晶石为主，还有少量磁铁矿和微量针镍矿;脉石矿物以橄榄石、蛇纹石为主，次为辉石、铬石榴子石、铬绿泥石、铬云母等。
在实习时，注意观察铬铁矿、钒钛磁铁矿、铜镍硫化物矿等矿石的特征。
四、常见岩浆岩的主要特征
岩浆岩种类很多，现已知达1100多种。根据化学成分、矿物成分、结构、构造及产状等特征，可以对岩浆岩进行分类(表实6-1)。
表实6-1 岩浆岩分类简表
花岗岩 肉红、浅灰或灰白等色，主要矿物有石英、钾长石和斜长石，石英含量一般>20%，且钾长石通常多于斜长石，两类长石的总含量常达75%左右，次要矿物(约5%)为黑云母和角闪石。通常为中粗粒等粒结构，常见块状构造。有些花岗岩的钾长石斑晶很大，呈似斑状结构，称为似斑状花岗岩。花岗岩为酸性深成侵入岩，常呈岩基或岩株产出，有时也可呈较小的岩盖、岩墙产出，是*山区最常见的侵入岩。
花岗闪长岩 浅肉红、浅灰、灰白等色。主要矿物为斜长石、钾长石和石英，斜长石明显地多于钾长石，两类长石的总含量常占75%左右，石英含量一般在10%～20%之间;次要矿物为黑云母和角闪石，含量达10%～15%。一般呈中粗粒等粒结构，块状构造。花岗闪长岩为深成侵入岩，是花岗岩与闪长岩之间的过渡类型。岩浆岩中以花岗岩的石英含量为最高，但它们绝对不会超过30%。这一点是岩浆岩与沉积岩在矿物成分上的重要区别，沉积岩中，尤其是砂岩，石英含量经常可以超过50%，以至于几乎全部都是由石英所组成的。
花岗斑岩 颜色及矿物成分与花岗岩相当，为浅成岩。斑状结构，块状构造。斑晶主要为钾长石和石英，基质为肉眼难以辨认的细粒或隐晶质的石英、钾长石、斜长石及少量暗色矿物。花岗斑岩常呈岩脉产出。
流纹岩 灰色或浅紫红色，矿物成分与花岗岩相当，为喷出岩。斑状结构，斑晶多为高温石英(六方双锥，晶形发育较好，横断面常表现为六边形或四边形，无色透明)和钾长石，基质呈隐晶质或玻璃质，常具流纹构造、气孔构造与杏仁构造。
黑曜岩 黑色或褐色。成分与花岗岩相当，但几乎全部由玻璃质组成，为酸性玻璃质火山岩。含少量的水(<1%)，有明显的玻璃光泽和贝壳状断口，块状构造。
闪长岩灰色或灰绿色。主要由角闪石(约1/3)和斜长石(约2/3)组成，次要矿物有黑云母、辉石，无或有极少的钾长石和石英。中粗粒等粒结构，块状构造。如含石英5%～20%，则称为石英闪长岩。闪长岩为中性深成侵入岩，常呈岩株、岩床或岩墙产出。
闪长玢岩 灰、灰绿或灰黑色，矿物成分与闪长岩相当。斑状结构，块状构造。斑晶以斜长石为主，其次为角闪石或黑云母，基质为细粒或隐晶质。闪长玢岩为浅成岩，多呈岩脉产出。
安山岩 灰绿、灰褐或紫红等色，矿物成分与闪长岩相当。斑状结构，斑晶多为颗粒较小的斜长石、角闪石、辉石和黑云母等，基质为隐晶质或玻璃质。主要为块状构造，气孔构造和杏仁构造也常见。安山岩为中性喷出岩，主要在板块俯冲带上部形成，如安第斯山地区，此岩石(andesite)即取名于该地区。
辉长岩 灰黑色或暗绿色，主要矿物成分为辉石和斜长石，二者含量近于相等，次要矿物有橄榄石、角闪石、黑云母等。中粗粒等粒结构，块状构造，有时可见带状构造。辉长岩为基性深成侵入岩，常呈较小的侵入体产出。
辉绿岩 暗绿色或黑绿色。矿物成分与辉长岩类似。细粒或隐晶质结构，块状或带状构造。如为斑状结构，则称为辉绿玢岩，其斑晶成分为斜长石和暗色矿物。辉绿岩为基性浅成侵入岩，常呈岩床、岩墙产出。
玄武岩 灰黑、暗绿、暗紫等色。矿物成分与辉长岩相似，细粒、隐晶质或斑状结构，斑晶为橄榄石、辉石或斜长石，斜长石斑晶的横断面常呈长柱状或针状，基质为隐晶质或玻璃质，常具气孔或杏仁构造。玄武岩是分布最广的一种火山岩，可形成规模巨大的熔岩流、熔岩被及熔岩台地等，大洋底几乎都被玄武岩所覆盖，是组成大洋壳的主要岩石。
橄榄岩 橄榄绿至绿黑色。主要由橄榄石和辉石组成，橄榄石含量一般占一半以上，可含有少量的角闪石、黑云母、铬铁矿及磁铁矿等。中粗粒等粒结构，块状构造。几乎全由橄榄石(90%～100%)组成的称纯橄榄岩，呈标准的橄榄绿色。橄榄石含铁多时，颜色发黑;含镁多时颜色发绿，此矿物很容易蚀变为蛇纹石，因而新鲜的橄榄岩极少见。橄榄岩为超基性深成侵入岩，多呈岩株或岩脉、岩墙等小型侵入体产出。现在认为橄榄岩大多是在岩石圈底部的地幔内形成的，是上地幔代表性的岩石。我们现在所见到的橄榄岩标本基本上都采自玄武岩内的地幔包体。
五、作业与思考题
1.作业
按指定的岩浆岩标本进行观察鉴定，然后将鉴定特征填入实习报告中。
2.思考题
(1)最常见的组成岩浆岩的矿物可分为哪两种类型?各有哪些矿物?
(2)试述岩浆岩结构和构造的含义及常见类型。
(3)根据SiO2含量，岩浆岩可分为哪些类型?不同类型岩浆岩的颜色、矿物成分等有什么变化?
(4)花岗岩、闪长岩、安山岩和玄武岩中的斜长石有什么区别?为什么会有这些差异?
实习六 岩浆岩实习报告
