中酸性熔岩的基本特徵和主要種類

2021-07-16 02:41:44 字數 4736 閱讀 8146

1樓:中地數媒

在化學成分和礦物成分上與侵入巖相對應的中酸性熔岩見表8-1。其中鈣鹼性系列的火山岩(安山岩、英安岩和流紋岩)分布最廣,是本節介紹的重點。

1.安山岩

安山岩(andesite)是中酸性火山岩中分布較廣泛的一種熔岩,常常形成典型的火山錐或呈岩流、巖穹、巖鐘產出。由於它主要在活動大陸邊緣、造山帶和現代島弧地區分布,因此被認為是板塊聚斂邊緣的典型岩石型別,多伴生有玄武岩、英安岩、流紋岩,有時還伴生有安粗巖和其他火山岩。

安山岩一詞最早由buch創名於南美的安第斯山,當時對安山岩並沒有嚴格的定義,本教材參考國外有關教材(blatt 和tracy,1995;raymond,1995)和國際地科聯1988推薦的分類方案,將其定義為:w(sio2)介於52%~63%之間的亞鹼性系列的火山岩,即在化學成分上與對應的侵入相閃長岩相當。

除上述對sio2含量的限制外,安山岩中tio2含量低,而富al2o3(質量分數為15%~19%),這是消減帶火山岩的典型特徵。安山岩的鹼(k2o+na2o)的質量分數一般<7%,且w(na2o)>w(k2o)。鹼含量變化較大,一是隨sio2含量增加而增加,二是其具從消減帶向大陸內部增加的趨勢,第二種變化趨勢常伴隨有w(k2o)/w(na2o)比值的增加,岩石從亞鹼性系列的安山岩轉變為鉀玄巖系列的安粗巖和粗安岩。

mgo含量低是大多數安山岩的典型特點,但玻鎂安山岩(boninite)的w(mgo)可大於8%,是安山岩中的富mgo變種。

表8-1 與花崗岩類侵入巖對應的火山岩

安山岩的礦物組合基本上與侵入相的閃長岩相同,但因結晶條件不同,其固溶體礦物的端員組成有一定的變化。斜長石在斑晶和基質中都有,其中斑晶的an牌號可達65,明顯高於閃長岩中的an牌號(<50),而微晶斜長石牌號則低。角閃石、黑雲母僅以斑晶的形式產出,且常具暗化邊結構。

與閃長岩相比輝石更為常見,可出現兩種輝石,斜方輝石(紫蘇輝石)主要為斑晶;單斜輝石則在斑晶和基質中均可出現。鹼性長石在安山岩中數量少,常見種屬有透長石、歪長石,多呈他形晶充填於基質中的其他微晶礦物之間,或在斜長石斑晶邊緣形成環邊。有的安山岩中有少量的橄欖石或石英。

玻鎂安山岩中的斑晶礦物主要是橄欖石和輝石(包括單斜輝石和斜方輝石),副礦物有磁鐵礦、磷灰石和榍石等。

安山岩幾乎均為斑狀結構,無斑隱晶質者少見,基質結晶程度一般較玄武岩差,這是因為安山質岩漿具較高的sio2以致粘度較大的緣故。基質的結構主要有:

交織結構:斜長石微晶呈平行定向或半定向排列,輝石和磁鐵礦分布於其中,玻璃質及顯微隱晶質很少見。它是正在流動的岩漿在冷卻不算太快的情況下固結形成的。

玻晶(基)交織結構:岩石的基質中斜長石微晶呈雜亂—半定向排列,微晶之間有較多的玻璃質或隱晶質充填。是安山岩所常見的結構,因此也稱為安山結構(圖8-1)。

圖8-1 安山岩、粗面岩、流紋岩和珍珠岩

安山岩中最常見的構造是氣孔構造和杏仁構造。

安山岩進一步命名的依據是斑晶暗色礦物的種類和特徵的結構構造。據斑晶暗色礦物種類命名,如輝石安山岩、角閃安山岩(圖8-1)和黑雲母安山岩等。據特徵的結構構造命名,如玻基安山岩、杏仁安山岩等。

大多數輝石安山岩具較低的w(sio2)(53%~56%),亦稱為玄武安山岩,是向玄武岩過渡的種類,一般不出現鉀長石和石英;黑雲母安山岩一般具較高的w(sio2)(63%~66%),是向英安岩過渡的型別,基質中可出現少量的鉀長石和石英,因此也稱為石英安山岩;角閃安山岩w(sio2)一般在56%~63%之間,是安山岩類的常見種屬。

2.流紋岩及英安岩

1)基本特徵

流紋岩和英安岩是化學成分與花崗岩和花崗閃長岩相對應的噴出巖。由於岩漿粘度大和揮發組分含量較高,流紋質火山岩以爆發相的火山碎屑岩為主,溢流相的熔岩少見,在我國東南沿海分布的數萬平方公里的酸性火山岩中,溢流相的熔岩分布面積不足10%。熔岩多形成巖鐘、巖針、巖穹(dome)和短而厚的岩流形態。

化學成分上流紋岩與花崗岩的成分相當,英安岩與花崗閃長岩相當,但sio2、na2o、k2o含量稍高於侵入巖,大部分流紋岩的w(sio2)大於69%,mgo、feo含量很低,mg′值<0.3。流紋岩中al2o3含量變化較大,低al2o3流紋岩稱過鹼質流紋岩,標準礦物中可出現硬玉分子,高al2o3含量的流紋岩,稱為過鋁質流紋岩,標準礦物中可出現剛玉分子。

與流紋岩相比,英安岩w(sio2)低於流紋岩,w(na2o+k2o)亦偏低(<6%),但w(cao)(>4%)高於流紋岩。

由於酸性噴出巖形成於地表低壓、高溫、氧化環境,所以礦物表現為高溫氧化的特點,但隨著岩石形成時間的增長,礦物的高溫特徵逐漸向低溫特徵轉化。

石英斑晶主要為高溫β-石英(假象),具六方雙錐晶形,常因熔蝕而呈渾圓狀、港灣狀。基質中的石英可能是鱗石英甚至是方石英。

鹼性長石在斑晶和基質中均是常見礦物,斑晶主要為高溫鉀長石-透長石,鹼性流紋岩中則為鈉透長石、鈉長石、歪長石。

斜長石常呈斑晶產出,且主要見於英安岩中,環帶構造普遍,為中-更長石。

英安岩中暗色礦物以黑雲母、角閃石為主,且僅以斑晶的形式產出,常有被熔蝕現象且暗化邊發育,流紋岩中暗色礦物很少,有時可出現鐵橄欖石,我國三江地區、長白山鹼性流紋岩中都有過報道,在鹼性流紋岩中可見鹼性暗色礦物。

副礦物主要是赤鐵礦、磁鐵礦、磷灰石、鋯石等。

流紋岩和英安岩通常為斑狀結構,基質以玻璃質結構、球粒結構及霏細結構較為常見。

常見構造有流紋構造(rhyolitic structure)、珍珠構造、氣孔構造等。珍珠構造是由於酸性玻璃在凝結時產生的張力產生的弧形及近同心圓狀的裂紋,把玻璃質分割成許多小圓球體所致(圖8-1)。

2)主要種類

流紋岩(rhyolite 或liparite):灰—灰紅色,常見流紋構造、斑狀結構,斑晶主要為石英和鹼性長石(透長石或正長石)(圖8-1),亦有少量斜長石。

鹼性流紋岩(soda liparite):化學成分上高sio2(質量分數>72%),富鹼[w(na2o+k2o)>10%],與鹼性花崗岩相當。斑晶主要是鹼性長石(透長石或正長石)和石英,暗色礦物量少,可出現富鈉的角閃石(鈉鐵閃石、鈉閃石)或輝石(霓石),有時還有黑雲母,少數情況下可出現鐵橄欖石。

岩石具斑狀結構或無斑隱晶質結構,基質常為顯微花崗結構、顯微嵌晶結構、顯微紋象結構和玻璃質結構等。

鹼流巖(pantellerite):化學成分上富鹼[w(na2o+k2o)>9%],但w(sio2)偏低(66%~72%),斑晶主要為鹼性長石(歪長石),石英較少,出現透輝石、霓輝石、霓石、鈉鐵閃石或斜紅閃石等暗色礦物斑晶。基質常見玻璃質結構、粗麵結構。

英安岩(dacite):灰紅—淺紫紅色,斑狀結構。斑晶以斜長石、石英為主,斑晶斜長石多由偏基性的中長石組成,有時也見更長石,具環帶結構。

鹼性長石斑晶較少,可有少量的輝石、角閃石或黑雲母等暗色礦物斑晶。基質常見玻璃質結構、玻晶交織結構或霏細結構。

石英角斑岩(quartz-keratophyre):岩石呈灰白色,比較緻密,礦物成分以鈉長石和石英為主,有少量的鉀長石。鐵鎂礦物很少,有時含黑雲母。

岩石為全晶質,很少見火山玻璃。常見綠泥石化、綠簾石化、黝簾石化蝕變。石英角斑岩有兩種結構,一種具斑狀結構,斑晶主要是鈉長石和石英,基質具顯微花崗結構、顯微嵌晶結構、霏細結構等;另一種為無斑隱晶質結構。

化學成分上石英角斑岩na2o含量較高[w(na2o)>w(k2o)],是一種鈉質的酸性火山岩。石英角斑岩常 與細碧岩緊密共生,構成細斑角斑岩系(海底噴發的火山岩系),多數人認為該巖系是玄武岩-安山岩-流紋岩巖係經交代作用或低階變質作用形成的,但也有少數人認為是一種富含鈉質的岩漿結晶形成的。

玻璃質流紋岩(glassy rhyolite):岩石的成分以玻璃質為主,據顏色、構造、含水性等,可見以下4種:

(1)珍珠岩(pearlite):由玻璃質組成,可含少量的透長石和石英斑晶,特點是酸性火山玻璃中含大量的珍珠狀裂紋,發育珍珠構造(圖8-1)。水含量低於松脂巖,w(h2o+)=2%~6%。

(2)松脂巖(pitchstone):具松脂光澤,呈灰、黑、淺綠、褐、黃白等色,岩石主體由酸性玻璃組成,可有少量的長石斑晶,基質可具球粒結構,含針狀雛晶。w(h2o+)>6%。

(3)黑曜岩(obsidian):黑色緻密塊狀,具明顯的玻璃光澤,貝殼狀斷口,岩石幾乎全由火山玻璃組成,可含少量斑晶和雛晶。w(h2o+)<2%。

(4)浮岩(pumice):為灰色、白色、淺黃色或淺紅色,幾乎全由玻璃質組成,氣孔十分發育,似蜂窩狀,比重小,可漂浮於水面上。浮岩是以構造特徵命名的,在基性火山岩中也有浮岩。

3.相關的岩石

與安山岩和流紋岩有關的噴出岩有粗面岩、粗安岩和角斑岩(海相火山岩)。

(1)粗面岩(trachyte):是與正長巖成分對應的噴出巖。與鈣鹼性正長巖對應者稱鈣鹼性粗面岩。

岩石主要由鹼性長石和少量鐵鎂礦物及斜長石組成,鹼性長石以透長石為主,歪長石次之,斑晶和基質中均有。斜長石也可作為斑晶出現,多為更長石,環帶不發育,有時發育有鉀長石外殼,稱為正邊結構。暗色礦物以黑雲母為主,亦有普通角閃石,偶見透輝石和普通輝石。

具斑狀結構,基質常見粗麵結構、球粒結構、霏細結構。粗麵結構是岩漿在流動過程中冷凝固結形成的,基質中的鹼性長石(透長石或正長石)微晶近平行定向排列,遇斑晶時,流線可繞過斑晶,其與交織結構的區別是,微晶是鉀長石,定向性更好(圖8-1)。

(2)鹼性粗面岩(alkali trachyte):是與鹼性正長巖相當的噴出巖,與鈣鹼性粗面岩的區別是含鹼性暗色礦物,有時可含少量的似長石礦物。如我國吉林長白山天池的鹼性粗面岩中含有霓輝石、霓石、鈉閃石等鹼性暗色礦物,據所含鹼性暗色礦物的不同可命名為霓輝石粗面岩、鈉閃石粗面岩和霓石粗面岩等。

(3)粗安岩(trachy-andesite):是成分與二長岩相當的噴出巖,為介於粗面岩與安山岩之間、鹼性玄武岩與粗面岩之間的過渡岩石。斜長石和鹼性長石含量近於相等。

斑晶以斜長石(中-拉長石)為主,其次有單斜輝石(透輝石或霓輝石)、角閃石和黑雲母。基質由斜長石(更-中長石)、透長石、單斜輝石、少量的石英、磁鐵礦和火山玻璃組成。斜長石斑晶有時具鹼性長石的環邊(正邊結構)。

基質具粗面結構、交織結構或玻基交織結構。

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