火成岩鉴定手册

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1、火成岩岩石的命名原则及矿物生成顺序的确定有哪些?

在岩矿鉴定工作中,首先要对鉴定的岩石给出一个正确的名称,这就要求鉴定人员掌握和熟悉各类岩石的分类方案及其分类命名原则,确保岩石的正确命名。根据现在对岩矿鉴定工作的要求已不仅限于岩石的正确定名,更要通过详细观察矿物之间关系(包括交代关系),了解岩石的演化特点并结合野外及其他工作,协助解释岩石的可能成因。为此,在鉴定工作中同时注意矿物结晶(或生成)顺序的研究是非常必要的。

一、火成岩岩石的命名原则无论上述哪种分类方案,所列出的各种岩石类型多数是一个大类,还需要进一步命名,确定岩石的变种。一般的原则是:

(1)以岩石中所含次要矿物(>5%)为前缀,例如闪长岩中含有10%的辉石,则该闪长岩应命名为辉石闪长岩;次要矿物不止一个时,按“前少后多”的原则排列,例如橄榄岩中含斜方辉石10%、褐色角闪石5%时,则该橄榄岩应命名为角闪方辉橄榄岩。

(2)对花岗岩的进一步命名可参考第三章“IUGS”分类的QAPF图解的上半部分QAP图,并结合上述(1)的命名原则进行。

(3)关于“玢岩”和“斑岩”的用法:对于具斑状结构的浅成岩、次火山岩,当岩石中的矿物以斜长石和暗色矿物为主时,则在××岩的“岩”字之前加“玢”字,如闪长玢岩、安山玢岩;若岩石中的矿物主要为碱性长石、石英、似长石类时,则在××岩的“岩”字之前加“斑”字,如正长斑岩、流纹斑岩、霞石正长斑岩等。也有人以岩石的酸度、碱度来划分,若岩石属中、基性或超基性岩时在“岩”字前加“玢”字;若岩石为酸性、碱性岩时,则加“斑”字。

(4)对于不具斑状结构的浅成岩、次火山岩,由于颗粒细小(微粒或细粒),需在深成岩名称前加“微晶”二字,以此区别细粒的深成岩。例如辉长岩的浅成岩,具微粒或细粒等粒结构时,则命名为微晶辉长岩。

(5)特殊矿物无论含量多少都应参加命名,如堇青石花岗岩等。

(6)特殊结构、构造也应参加命名,如似斑状花岗岩、晶洞花岗岩、石泡流纹岩等。

(7)岩石若遭蚀变且需要在其命名中加以强调时,需将蚀变矿物冠于岩石基本名称之前,如蛇纹石化二辉橄榄岩、绢云母化闪长玢岩等。若蚀变矿物有几种时也可称之为蚀变××岩。

此外,IUGS分类中另有几点原则:

(1)QAP图中Q≤5%称含石英××岩;(2)APF图中F≤10%称含似长石××岩;(3)在超镁铁质岩中斜长石含量≤10%称含斜长石××岩;(4)具玻璃质的岩石,其玻璃质含量为0~20%时称含玻××岩;20%~50%时称富玻××岩;50%~80%时称××玻璃质岩。

(5)根据颜色指数(M′或称色率),分为浅色岩(M′=0~35%);中色岩(M′=35%~65%);暗色岩(M′=65%~90%)和超镁铁质岩(M′=90%~100%)。其中M′=M(见本章第一节,第17页)中去掉白云母、磷灰石、碳酸盐矿物等。

二、火成岩中矿物生成顺序的确定(一)根据矿物间的关系(1)矿物相对自形程度:在火成岩中自形程度高的,一般结晶较早。相反,自形程度低的,晶出得较晚,但要注意,矿物自形性只能局部说明各矿物结晶结束的顺序。此外,矿物的自形程度与其自身的结晶能力有关,例如伟晶岩中的电气石为晚期产物,但其自形程度高。

(2)矿物间的相互包裹关系:在火成岩中,通常认为被包裹的矿物早于包它的矿物。但这一原则也有例外,固熔体分解的产物如条纹长石中的钠长石条纹、斜方辉石中的单斜辉石出熔条纹等,其主晶和客晶为同时形成。以上现象如果是交代成因,情况更复杂,被包裹的矿物有可能是晚期交代产物(如石英的交代穿孔结构)。

(3)矿物的晶体大小:在一般情况下,斑状结构中的斑晶先结晶,而基质中的小矿物后结晶。但一些似斑状结构的斑晶与基质或同时结晶,或斑晶(交代形成的斑晶)晚于基质。

上述3条主要原则,对确定火成岩中矿物的结晶顺序,一般是可靠的。但要注意综合分析,考虑多方因素,灵活应用。

(二)根据鲍文反应原理1922年美国学者鲍文(Bowen)等,通过人工硅酸盐熔浆实验,总结出玄武岩浆在结晶作用过程中,早晶出的晶体与剩余熔浆反应,形成新晶体的一般反应规律,即称为鲍文反应原理。

鲍文反应原理由两个系列组成(图2-1)。一为连续系列(斜长石固溶体),该系列的矿物之间在成分上呈连续的渐变关系,即当温度由高到低变化时,斜长石由富钙连续反应渐变为富钠,直至形成钠长石。当反应不彻底时,出现环带结构。另一为不连续系列,反映了铁镁矿物在岩浆中晶出的先后顺序。相邻铁镁矿物之间存在着不连续的反应,即随着温度的下降矿物由橄榄石—辉石—角闪石—黑云母,呈不连续的变化。当早晶出的矿物与熔浆反应不彻底时往往出现常见的反应边结构。这两个系列在下部汇合成简单的不连续系列,钾长石—白云母—石英。两个系列之间呈共结关系,温度相当的矿物如辉石与基性斜长石共生,角闪石与中酸性斜长石共生等。以上的结论与自然界现象基本吻合。因此,在一般情况下,利用鲍文反应原理判断火成岩(钙碱性系列为主)中矿物的结晶顺序及共生规律是可行的。判断方法是位于反应系列上部的矿物早结晶,而位于反应系列下部的矿物晚结晶。但要注意某些碱性或过碱性系列岩石中碱性长石比碱性辉石、角闪石先结晶。此外,岩石受到混染或晚期交代等作用时,都会出现反常现象。如斜长石的反环带结构、某些矿物的逆反应边结构、花岗岩中出现钾长石交代石英的情况等。

火成岩鉴定手册

鲍文反应原理不但解释了岩浆中矿物结晶顺序及共生规律,也解释了部分岩浆多样性的原因和岩浆与围岩捕虏体之间的关系。尽管许多自然界的地质现象和现代人工实验结果已经表明,天然熔浆的结晶过程要比鲍文反应原理复杂得多,但它仍然是目前研究岩浆作用的模式。

(三)火成岩中的交代现象以上所述是岩浆结晶作用过程中矿物结晶顺序确定的基本原则和方法。除此之外,在鉴定工作中还应观察和识别矿物间出现的交代现象,这一方面可以使我们能够更全面地了解某一岩石中矿物生成顺序和各矿物之间的关系;另一方面,在蚀变或混染较强的岩石中,通过对交代现象的分析,可以帮助我们确定原矿物种属,从而做到对该岩石较准确的定名。

火成岩中的交代作用包括矿物结晶作用过程中发生的,如在花岗岩类中经常见到较晚结晶的碱性长石或石英交代早期生成的斜长石而出现的交代残留(斜长石)结构和交代蠕虫结构(在两种长石接触处的斜长石一侧生成蠕英石)等;同时也包括岩浆期后热液作用中产生的蚀变交代现象,如常见黑云母被绿泥石交代而出现的沿解理或边缘交代的结构,当交代彻底时则出现交代假象结构。

火成岩中常见的交代结构有交代残留、交代蠕虫、交代假象、交代条纹(反条纹)、交代斑状等结构。关于各交代结构的特点,请见《变质岩鉴定手册》第二章有关内容。这里仅就火成岩中出现的一些值得注意的现象和需要观察的内容,作一简介。

1.岩石中矿物之间交代关系的确定(1)当交代和被交代矿物呈齿状或曲线状接触时,其内弯的曲面或其尖端一般指向被交代矿物,照片2-1)。

(2)在交代结构中见到矿物间的包裹关系时,注意区别交代残留和交代穿孔结构,若被包的矿物为交代残留,则表明它们为早期矿物;若被包的矿物为交代穿孔,则表明它们为晚期交代矿物。二者区别是穿孔的新矿物较细小且圆滑,多呈滴状。在包裹它的早期矿物周围,往往能找到与它同时消光的同一个晚期交代矿物,如石英交代钾长石时,在钾长石边部的石英与钾长石内部的滴状石英同时消光,表明它们是同一矿物(照片2-2)。

(3)一种矿物被另一种矿物蚕蚀呈岛屿状、星点状、不规则状,则这些残存的矿物为早期矿物(照片2-3,4)。当交代较强时,可见残留矿物被交代呈“藕断丝连”的现象,如照片2-5中被交代的斜长石在石英中可见该现象;有时还见石英交代强绢云母化的斜长石时,在石英中出现一些零星的绢云母细小鳞片,根据其分布特点及与绢云母化斜长石相连的现象,可以确定它们是残留矿物(照片2-6),而且由此判断这3种矿物的生成顺序为斜长石—绢云母—石英。

(4)当岩石或矿物本身裂隙较多时,交代作用往往沿裂隙进行,因此,充填于裂隙中的矿物应为晚期交代(蚀变)矿物,如常见石英、碳酸盐矿物沿岩石(或矿物)裂隙呈脉状、树枝状交代;蛇纹石沿橄榄石裂纹呈网状交代(照片3-7,8)。

2.根据交代假象判断原矿物种属

在混染或蚀变较强的岩石中,经常见到交代假象结构,如何根据交代假象判断原矿物种属是岩矿鉴定工作中应尽量关注的问题,其方法是(1)仔细观察假象矿物中是否存在被交代矿物的痕迹,如强绢云母化斜长石,有时隐约可见其聚片双晶的痕迹(照片2-7);在绿泥石化的黑云母(0001)面上,可见针状金红石沿黑云母的压向分布(照片2-8);(2)在一种矿物对另一种矿物的交代过程中,形成第3种矿物,后者的分布特点有时可帮助我们判断原矿物种属,如在混染闪长岩中钠长石交代辉石并析出较多的细小磁铁矿,而这些磁铁矿的分布特点大致反映了被交代辉石的轮廓(照片6-84,85);(3)根据假象形态判断,这就要求我们对一些主要矿物的常见晶形、解理、裂纹等特征熟悉和掌握。如橄榄石纵断面的尖锐六边形、特征的裂纹(照片4-14,20,6-44);角闪石长柱状而且纵切面常见两端(或一端)呈楔形,其横断面呈菱形的六边形(照片4-70);辉石柱状,横断面近正方形或近正方形的八边形(照片4-101),柱面上可见裂纹;黑云母无论退色还是绿泥石化,其极完全解理和沿解理有磁铁矿或金红石的分布为黑云母的重要特征。

下面将以“IUGS”分类系统为基础,对各种主要岩石类型逐章加以详细阐述。

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5、火成岩的矿物成分

火成岩中的矿物成分受控于岩浆的化学成分和结晶条件,因而对于了解岩石的化学成分和岩石的成因都有重大的意义,同时它也是火成岩分类和定名的依据。

1.矿物的成分分类

火成岩中已发现的矿物种类繁多,但常见的不过20多种,其中构成岩石主体,并在分类命名中起作用的是石英、钾长石、斜长石、似长石(白榴石、霞石)、橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、白云母等。这些矿物据化学成分可分为两类:

硅铝矿物 矿物中SiO2与Al2O3的含量较高,不含FeO和MgO,包括石英类、长石类和似长石类。它们基本不含色素原子,颜色较浅,所以又称为浅色矿物。

镁铁矿物 矿物中FeO、MgO的含量较高,包括橄榄石类、辉石类、角闪石类和黑云母类。这些矿物的颜色一般较深,又称为暗色矿物。暗色矿物在火成岩中的含量(体积分数)通常称为色率,是火成岩鉴定和分类重要标志之一,如色率随岩石酸度的变化情况大致为:超基性岩色率>90,基性岩色率=40~90、中性岩色率=15~40,酸性岩色率<15。

2.矿物的成因分类

在岩浆冷凝过程中结晶形成的矿物,称原生矿物。原生矿物根据形成的环境不同,又可分为高温型和低温型。一般来说,火山岩中的为高温型,深成岩中的为低温型。例如:高温斜长石、高温石英(β-石英)常见于火山岩中,而低温斜长石和低温石英(α-石英)则多形成于深成相的侵入岩中。在岩浆完全结晶后,由于外界物理化学条件的变化(主要是温度和压力的降低),使原生矿物发生转变而新形成的矿物叫成岩矿物,如高温β-石英,在温度降低时,会转变为同质异相的低温的α-石英,透长石会转变为正长石等。另外,温度降低还会使某些固溶体矿物降低混溶程度,发生固溶体分解而形成成岩矿物,如钾长石分解为条纹长石。在岩浆基本上冷凝成固相的岩石后,由于受残余挥发组分和岩浆期后流体的作用(蚀变、交代及充填)而生成的矿物,叫次生矿物,它往往交代原生矿物,或充填在矿物的孔隙及晶洞中,如岩浆期后的流体可形成电气石、萤石、黄玉等矿物,也可以交代原生矿物形成蚀变矿物,如橄榄石变成的蛇纹石,斜长石遭受钠黝帘石化形成钠长石及黝帘石等。

3.矿物成分与化学成分的关系

不同的火成岩之间的重要区别之一是在矿物共生组合和含量上存在差异。虽然温度和压力对火成岩的矿物共生组合具有一定的控制作用,但是最主要的控制因素是火成岩的化学成分。其中SiO2、Alk和 Al2O3对矿物共生组合的控制最明显。

1)SiO2含量对火成岩中矿物共生组合的影响

在岩浆岩中,SiO2与其他金属氧化物结合可形成各类硅酸盐矿物,从矿物中SiO2的相对含量而言,硅酸盐矿物可分为两组,一组称SiO2饱和矿物,可与石英共生,如辉石、长石、角闪石、云母类矿物;另一组称SiO2不饱和矿物,不能与石英共生,如富镁橄榄石、似长石等。这是因为在平衡结晶的条件下,橄榄石(如镁橄榄石)或似长石(如霞石Ne)与熔体中的SiO2反应分别生成顽火辉石或钠长石。

岩石学

岩石学

当岩浆中SiO2过剩(过饱和)时,岩石中会出现SiO2饱和矿物与石英共生,而SiO2不足(不饱和)时会出现SiO2不饱和矿物,而不出现石英。SiO2含量适当(饱和)时,则仅出现SiO2饱和矿物。

由于火成岩中SiO2与其他氧化物存在协变关系,所以从超基性岩到酸性岩,随SiO2的渐增,岩石中的镁铁矿物由多到少,浅色矿物渐增,石英由无到有。在超基性岩中,w(SiO2)<45%,富FeO、MgO,而贫K2O、Na2O,因此在矿物成分上镁铁矿物占主要地位(色率>90),主要由橄榄石和辉石组成。在基性岩中,w(SiO2)=45%~53%,FeO、MgO较超基性岩减少,Al2O3、CaO含量增加,因此矿物成分为辉石与基性斜长石共生,镁铁矿物的体积分数40%~90%(一般为40%~70%)。在中性岩中,w(SiO2)增至53%~66%,FeO、MgO、CaO均较前减少,K2O、Na2O的含量相对增加,因此在中性岩中常为角闪石与中性斜长石共生,暗色矿物减少,色率在15~40之间。酸性岩中w(SiO2)>66%,FeO、MgO、CaO大大减少,而K2O、Na2O显著增加,因此钾长石、酸性斜长石、石英为主要矿物,暗色矿物多为黑云母,色率小于15。

2)碱质含量对火成岩中矿物共生组合的影响

岩石中K2O、Na2O的含量一般随SiO2含量的增加而增加,但在SiO2含量相同的岩石中,碱含量的差别会对矿物组合产生明显的影响,如在组合指数(δ)小于3.3的钙碱性火成岩中,不出现似长石和黑榴石,辉石为普通辉石和斜方辉石,角闪石为普通角闪石;而在组合指数大于3.3的碱性或过碱性(>9)岩石中,常见似长石和黑榴石,辉石通常富钠(霓石、霓辉石)或含钛(钛辉石),角闪石为钠闪石、钠钙闪石、棕闪石,不出现斜方辉石。

3)Al2O3含量对火成岩矿物成分的影响

Al2O3的含量对铝硅酸盐矿物的种属形成有很大的关系,类似于SiO2饱和度,也有Al2O3饱和度的概念。基于长石和似长石中n(K2O)/n(Al2O3)、n(Na2O)/n(Al2O3)、n(CaO)/n(Al2O3)(分子数)为1,凡是上述比值小于1 的,称Al2O3过饱和矿物;大于1的,称Al2O3不饱和矿物。岩石中Al2O3与CaO、K2O、Na2O分子数的相对值会对矿物组合产生影响,如过铝质岩石中,n(Al2O3)>n(CaO+K2O+Na2O),Al2O3在与CaO、K2O、Na2O结合生成长石类矿物后还有剩余,可形成白云母、黄玉、电气石、锰铝—铁铝榴石、刚玉、红柱石或矽线石等富铝矿物。而在过碱质岩石中,n(Al2O3)<n(K2O+Na2O),K2O、Na2O在与SiO2、Al2O3结合生成长石和似长石类矿物后还有剩余,会进入辉石、角闪石等暗色矿中,形成霓石、霓辉石、碱性角闪石等碱性暗色矿物。

6、火成岩的分类命名

(一)分类命名原则及依据

1.基本原则

(1)分类命名应尽可能符合岩石形成的物理化学条件。

(2)分类应尽可能地与传统习惯用法一致,命名应遵守自然科学术语从先的惯例。

(3)分类应力求简明和便于使用。

(4)岩石命名应根据它们现在是什么,而不是它们原来可能是什么。

2.分类的主要依据

◎产状及结构构造分类:根据产状和结构构造,可将火成岩划分为侵入岩(包括浅成岩和深成岩)和喷出岩(火山岩)两大类,这种划分是利用矿物成分和化学成分进行进一步分类命名的基础。

各类侵入岩与喷出岩之间化学成分相似,但结构构造及矿物特征存在差异。深成岩的矿物颗粒较粗,多为显晶质、中粗粒结构或似斑状结构,易于辨认,因而一般以实际矿物含量为基础进行岩石分类,称为定量矿物成分分类。目前,对浅成岩的分类更多地参照了深成岩的方法,但在命名时可以突出其结构特征(如花岗斑岩)。喷出岩包括熔岩和火山碎屑岩,其中,熔岩如果粒度细小甚至存在玻璃质,以隐晶质-玻璃质结构、斑状结构为主,难以确定矿物组成,其分类就应以化学成分为基础,例如,采用TAS分类法或利用标准矿物来进行分类。但如果其矿物成分可以测定,仍优先使用定量矿物分类方法。火山碎屑岩主要依据其结构构造区分不同的岩石类型,相关内容将在第十章中介绍。

◎矿物成分分类:火成岩的矿物成分是分类的重要依据。火成岩由各种造岩矿物组成,而这些造岩矿物的生成又取决于岩浆的成分和岩石形成的环境。所以,确定矿物的种类和含量具有重要意义。岩石的色率(镁铁质矿物的百分含量)是火成岩鉴定和分类的重要标志之一。按岩石的色率,分为:

——超镁铁质岩(色率为90~100)

——镁铁质岩(色率为50~90)

——中性岩(色率为15~50)

——长英质岩(色率为0~15)

进一步,还可根据矿物的种属和含量对岩石进行命名。

◎化学成分分类:火成岩的化学成分也是重要的分类依据。在火成岩中(除碳酸岩等岩石外),SiO2含量占重要地位,因此,通常根据SiO2含量把岩石分为超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩等岩类,再进一步采用其他方法或指标进行分类命名。

最合理的分类命名方法应该综合考虑火成岩的所有特征,如矿物成分、化学成分、结构构造、产状和岩石的共生组合规律等。一般,岩石定名所采用的依据顺序是:矿物成分优于化学成分,主量元素优于微量元素。

(二)本书采用的分类命名方案

1.深成侵入岩分类和命名

(1)深成侵入岩的分类

首先要统计岩石中镁铁质矿物的百分含量(色率,或M值)。然后采用不同的图解进行实际矿物含量的分类。具体方法如下:

1)对于M <90的岩石,要进一步统计岩石中石英(Q)、斜长石(P)(An>5)、碱性长石(A)(包括An <5的钠长石)、似长石(F)的含量,使用国际地科联推荐的QAPF双三角图(图4-16)分类。由于深成岩中石英与似长石不共生,每一种岩石只能含四种矿物中的三种,所测定的矿物含量就只会投入到双三角图中的一个三角形区内。注意,在投图前应将实测的三种矿物含量总和重新换算为100%,然后按图4-17所示的方法投点,最后据投点落入的区域确定岩石的基本名称。

需说明的是:在富斜长石的几个分区内,均有两个以上的岩石名称,最终定名还需考虑斜长石的牌号和镁铁质矿物的含量和种类。其中,辉长岩与闪长岩的区别为:前者An >50,一般色率大于50,而后者An <50,色率一般小于50。斜长岩是指斜长石含量大于90%的岩石。

依据国际地科联通过的火成岩分类命名方案,还可使用Streckeisen & Le Maitre(1979)提出的Q′、F′、AnOr值火成岩分类图(图4-18),不仅可以解决Ab的分配(A及P中皆需Ab)问题,而且直坐标也易于投影。Q′、F′、AnOr为尼格里-巴尔特阳离子标准矿物计算的数值,岩石名称除了缺少QAPF投图中的1号与15号外(少见)。其他同国际地科联推荐的QAPF双三角分类图(图4-16)。

2)M≥90的火成岩称为超镁铁质岩,它包括SiO2 <45%的超基性岩和部分SiO2>45%的基性岩。全晶质的超镁铁质岩要按照所含的镁铁质矿物(橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、角闪石、黑云母等)的含量进行分类(图4-19)。

图4-16 侵入岩的QAPF双三角分类图

3)对于镁铁质侵入岩(辉长岩),应据其中的暗色矿物种类及含量进一步分类(图4-20)。当暗色矿物主要为辉石和橄榄石时,用图4-20a分类;暗色矿物主要为辉石和角闪石时,用图4-20b分类;暗色矿物主要为辉石时,用图4-20c分类。

(2)侵入岩命名的原则

根据上述分类方案,得到了岩石的基本名称。接下来还需要对岩石进行进一步命名,确定岩石的种属。岩石命名的一般原则是:

1)以岩石中所含次要矿物(>5%)为前缀,例如闪长岩中含有10%的辉石,则该闪长岩应命名为辉石闪长岩;次要矿物不止一个时,按 “少前多后” 的原则排列,例如橄榄岩中含斜方辉石10%,褐色角闪石5%时,则该橄榄岩应命名为角闪方辉橄

榄岩。

2)某些特殊矿物无论含量多少都可参加命名,如堇青石花岗岩、绿帘石花岗闪长岩。

3)特殊结构、构造也应可以参加命名,如晶洞花岗岩。

4)岩石若遭蚀变且需要在其命名中加以强调时,需将蚀变矿物冠于岩石基本名称之前,如蛇纹石化二辉橄榄岩、绢云母化闪长玢岩等。

5)侵入岩名称的构成:附加修饰词+基本名称。附加修饰词(或前缀)常用的只是一两种,一般不超过3种。因此要择优而用,其他特征均应放在文字中描述。附加修饰词(或前缀)在岩石名称中通常的排列顺序如下:蚀变作用—颜色—化学术语—成因术语—构造结构术语—特殊矿物—次要矿物—基本名称。

图4-17 矿物分类三角图投图方法

2.浅成侵入岩分类和命名

(1)浅成岩是侵位深度介于0~5km的岩石。侵入体规模较小,常见岩墙、岩床、岩盖、小岩株、隐爆角砾岩体等。呈岩墙、岩床和岩脉产出者,可以笼统称为 “脉岩”。岩体中可以发现晶洞构造、角砾状构造、流动构造,与围岩多呈不协调接触。因冷却速度快、静水压力较低,挥发分逸失较多,岩体具细粒、隐晶质及斑状结构,斑晶可具熔蚀或暗化边结构。矿物常保存了高温条件下的结构状态,常见高温石英斑晶、透长石斑晶,出现易变辉石等矿物。围岩接触变质较弱,有时有硅化、绿泥石化、绢云母化蚀变。浅成相小型侵入体常与金属矿产有关,尤其是隐爆角砾岩体,是很好的容矿岩体。

图4-18 侵入岩的Q′、F′、AnOr分类图据Streckeisen &Le Maitre,1979)

(2)根据脉岩的矿物组合,可分为两类:(1)与深成岩矿物组合相似的脉岩,称为未分脉岩。未分脉岩可参考常见的深成侵入岩的基本名称,结合岩石的结构特点来定名,如花岗斑岩、闪长玢岩、微晶闪长岩、正长斑岩、辉绿岩等。斑状花岗岩等岩石属于深成岩(其基本名称是 “花岗岩”,具似斑状结构),不在浅成岩的讨论范围内。(2)与深成岩成分差别较大的脉岩,称为二分脉岩,包括以浅色矿物为主的细晶岩(具细粒结构)和伟晶岩(具伟晶结构);以暗色矿物为主的煌斑岩。煌斑岩一般具有煌斑结构,即以自形的角闪石、云母等镁铁质矿物作斑晶。煌斑岩命名时要考虑斑晶的类型及斑晶与基质的主要矿物等(详见第十一章)。

图4-19 超镁铁质岩分类图

图4-20 辉长岩及相关岩石矿物分类图

(3)次火山岩是与火山岩(喷出岩、火山碎屑岩)同源的、侵位于地表以下很浅部位的侵入岩,它们常常是火山通道相的组成部分。然而,由于受露头观察限制,次火山岩的判别具有不确定性,主要看它是否与火山岩在空间、时间和成因上存在联系。如果与火山岩空间上相连、形成时间相近、成分和外貌相似,表明与火山岩有密切联系,一般应属于次火山岩。如果该区无火山岩出露而侵入岩发育,且与侵入岩关系密切,则可能是深成岩体的浅成相,或属于独立的浅成岩体。目前,尚无一套统一的次火山岩分类命名方案,本书建议按浅成岩的命名方法来确定相关岩石的名称,如辉绿玢岩、闪长玢岩、石英斑岩等。有些文献使用了诸如粗面斑岩、流纹斑岩等名称来命名次火山岩,本书建议废弃这些术语。

关于 “玢岩” 和 “斑岩” 的用法:尽管欧美教材中玢岩(porphyrite)一词已废弃不用,但本书仍根据斑晶矿物的类型,区分玢岩与斑岩。对于具斑状结构的浅成岩,当岩石中的斑晶矿物以斜长石和暗色矿物为主时,称为玢岩,如闪长玢岩、辉绿玢岩;若岩石中的斑晶矿物为碱性长石、石英和似长石类时,称为斑岩,如正长斑岩、石英斑岩等。对于不具斑状结构的浅成岩,由于颗粒细小(微粒或细粒),需在深成岩名称前加上 “微晶” 二字,以此区别细粒的深成岩,如微晶闪长岩。

图4-21 火山岩的QAPF分类命名图

3.火山岩的分类和命名

(1)火山岩的分类

◎矿物含量可以确定者,可用QAPF分类法:此法用于M <90,且能够确认实际矿物含量的火山岩。QAPF图的分类基本名称和分区与侵入岩的对应,但略有简化(图4-21)。在使用QAPF图解时,应注意:其Q、A、P或A、P、F等值的计算要在去掉M值的基础上,将实测的三种矿物含量总和换算为100%。然后按图4-17所示的方法投点,最后据投点落入的区域确定岩石的基本名称。

◎矿物含量无法确定,但有化学分析数据者,可用TAS图解分类法:Le Bas et al.(1986)代表国际地科联(IUGS)火成岩分会提出了一个火山岩的TAS(total alkali andsilica)分类方案(图4-22;表4-12),并被IUCS于1989年推荐使用。

应用TAS分类应注意以下几点:分析化验的岩石要选用无风化、无蚀变、无矿化的比较新鲜的岩石,有些受到低级变质作用影响的火山岩也可使用。新鲜岩石的岩石化学标准是w(H2O)<2%,w(CO2)<0.5%,不新鲜者不予采用;在除去岩石中的H2O和CO2后,再把其他氧化物重新计算为100%。

◎高镁火山岩:是指岩石中MgO>8%者。像这样的岩石没有包括在TAS图中,则需根据其岩相学及岩石化学特征确定名称,如表4-13所示。

◎海相火山岩:在上述分类图中没有表示,常用的名称有细碧岩、角斑岩和石英角斑岩,它们分别代表蚀变了的基性、中性和酸性的海相火山岩。

(2)火山岩命名的原则

图4-22 火山岩TAS分类图据Le Bas,1986;Le Maitre,2002)

表4-12 图4-22部分岩石的进一步划分

(据Le Maitre,2002)

表4-13 高镁火山岩岩石类型划分

(据Le Maitre,2002)

表4-14 常见的火成岩类型及基本特征

注:(1)特殊岩类(包括金伯利岩、钾镁煌斑岩、煌斑岩、碳酸岩及大部分SiO2不饱和的岩石)、脉岩、火山碎屑岩未列

(2)分类表长英质或酸性岩石的石英含量分界为20%,该数值是石英的相对含量(即石英、斜长石和碱性长石加起来重算计表明,石英的实际含量(薄片中测定的体积分数)为18%就属于长英质或酸性岩类。

火山岩的进一步命名,需在基本名称之前加修饰词,包括矿物(如黑云母安山岩)、结构(如碎斑流纹岩)、化学术语(如高铝玄武岩)等。增冠这些修饰词的主要原则是:

1)修饰词要与岩石的基本名称含义一致,只能是进一步描述岩石基本名称的特征,如不能出现 “无石英流纹岩” 这样的名称。

2)当修饰词含义不够明确时,应给以量的概念,如一些地球化学术语,“高钾”、“低钾”、“富锶”、“贫镁” 等名称,此时,注明大于或小于某个值或应用图解进一步说明。

3)当修饰词为一个以上矿物名称时,应按照少前多后原则来命名。如角闪黑云安山岩,表示岩石中黑云母的含量多于角闪石。

4)对于含玻璃质的火山岩,其含量不同,修饰词也不相同:

岩石学(第二版)

5)在不能测定实际矿物,又无化学分析数据时,可以根据斑晶种类命名(见下面中的简易命名方法)。

常见的火成岩类型及其特征列于表4-14中。

(三)火成岩的简易分类命名方法

1.侵入岩的野外分类

野外分类是深成岩QAPF图解的简化形式(图4-23a,b),在野外地质调查中,当暂时不能获得精确的实际矿物含量时,深成岩的野外分类只作为一种临时性的方法使用。当得到了岩石的实际矿物含量时,则应采用深成岩QAPF双三角图解(图4-16)进行分类和命名。

图4-23 深成岩QAPF初步分类(供野外使用)

图4-24 简化的火山岩QAPF分类图(据Le Maitre,2002,有修改)

在野外岩石的命名:

(1)各区岩石的命名参看图4-16。

(2)含碱性暗色矿物的岩石,应用碱性” 这一术语作前缀,如碱性花岗岩等。在第九章中,则称为过碱质花岗岩。

(3)在野外描述中粒或粗粒岩石时,应估计每种矿物的百分含量,不认识的矿物也要估计含量,并简要记录其特征供以后参考。综合各种特征进行岩石命名。

2.火山岩的野外分类

在实际矿物含量和岩石化学分析结果都没有时,可把火山岩野外分类当作一种临时方法来使用。对应于侵入岩的QAPF图,一些岩石学家建议使用简化的火山岩QAPF分类图(图4-24),根据岩石中斑晶的矿物组成来分类。其使用方法是:先统计出斑晶的组成,然后把Q、A、P或F、A、P的含量换算成总量为100%时的含量,最后在QAPF图上投图。与TAS分类图相比,火山岩QAPF分类要粗略得多,因此这种方法仅在没有化学成分的前提下使用。

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吉林大学出过一套岩石鉴定手册……火成岩,变质岩还有透明矿物的,包括镜下特征……插图也很精美……

8、野外岩石鉴定主要怎么命名?

请参考野外岩性肉眼鉴定手册
网络下

与火成岩鉴定手册相关的资料

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土方回填

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