?巖石學(xué)?課件第二章結(jié)構(gòu)構(gòu)造00結(jié)構(gòu)是指組成巖石中礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、晶體形態(tài)、自形程度和礦物間(包括玻璃)相互關(guān)系。構(gòu)造是指巖石中不同礦物集合體之間或礦物集合體與其它組成局部之間的排列、充填方式等。球粒結(jié)構(gòu)〔球顆結(jié)構(gòu)〕脫玻化后，針狀雛晶集合可形成球粒，它由中心向外呈放射狀生長(zhǎng)、正交偏光下呈十字消光的球狀生成物，也可呈束狀、扇狀等。

如果球粒組成是長(zhǎng)英質(zhì)，那么稱(chēng)為球粒結(jié)構(gòu)。多見(jiàn)于中酸性、酸性巖石中。如果球粒組成是輝石和斜長(zhǎng)石，那么稱(chēng)球顆結(jié)構(gòu)。多見(jiàn)于基性火山巖中。巖漿直接快速冷凝也可以形成與脫玻化類(lèi)似的雛晶結(jié)構(gòu)、球粒〔顆〕結(jié)構(gòu)、微晶結(jié)構(gòu)和霏細(xì)結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)。霏細(xì)結(jié)構(gòu)脫玻化到達(dá)一定程度時(shí)，可形成極細(xì)的、它形的長(zhǎng)英質(zhì)礦物顆粒的微晶集合體，顆粒間界線模糊，形狀不規(guī)那么，宏觀為隱晶質(zhì)，稱(chēng)霏細(xì)結(jié)構(gòu)。

〔二〕巖石中礦物的顆粒大小1、顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)肉眼觀察時(shí)根本上能分辨礦物顆粒者。按礦物顆粒絕對(duì)大小分為：

(1)粗粒結(jié)構(gòu)：>5mm

(2)中粒結(jié)構(gòu)：5～2mm

(3)細(xì)粒結(jié)構(gòu)：2～0.2mm

(4)微粒結(jié)構(gòu)：附:>1cm的礦物，稱(chēng)為巨晶結(jié)構(gòu)；>3cm的稱(chēng)偉晶結(jié)構(gòu)。2、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)礦物顆粒很細(xì)，肉眼無(wú)法分辨出礦物顆粒者。如果在顯微鏡下可以看清礦物顆粒者，稱(chēng)顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)；如果鏡下只有偏光反映，而無(wú)法分辨礦物顆粒者，稱(chēng)顯微隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。根據(jù)礦物顆粒的相對(duì)大小分為：

(1)、等粒結(jié)構(gòu)：巖石中同種主要礦物大致相等。

(2)、不等粒結(jié)構(gòu)：巖石中同種主要礦物大小不等，之間為連續(xù)過(guò)渡。(3)、斑狀及似斑狀結(jié)構(gòu)：巖石中所有礦物顆粒可分為大小截然不同的兩群，大的稱(chēng)為斑晶，小的稱(chēng)為基質(zhì)，其中沒(méi)有中等大小的顆粒，這點(diǎn)可與不等粒結(jié)構(gòu)相區(qū)別。

斑狀與似斑狀結(jié)構(gòu)的區(qū)別：如果基質(zhì)為隱晶質(zhì)及玻璃質(zhì)，那么稱(chēng)斑狀結(jié)構(gòu)；如果基質(zhì)為顯晶質(zhì)，那么稱(chēng)似斑狀結(jié)構(gòu)，與斑晶為同一世代的產(chǎn)物。斑狀結(jié)構(gòu)等粒結(jié)構(gòu)不等粒結(jié)構(gòu)似斑狀結(jié)構(gòu)斑狀結(jié)構(gòu)是淺成巖和噴出巖的重要結(jié)構(gòu)類(lèi)型。斑晶一般是在深處〔巖漿房〕或上升過(guò)程中晶出的，在地表?xiàng)l件下不穩(wěn)定。常形成：熔蝕結(jié)構(gòu)和暗化邊結(jié)構(gòu)深部結(jié)晶的斑晶在隨巖漿上升過(guò)程中，因壓力降低使斑晶的熔點(diǎn)降低、或因巖漿在地表氧化溫度升高，造成斑晶熔蝕，形成渾園狀、港灣狀形態(tài)，稱(chēng)熔蝕結(jié)構(gòu)，如石英；含揮發(fā)分的斑晶〔角閃石、黑云母等〕，因低壓、高溫氧化、脫水等原因常發(fā)生分解，在斑晶邊緣形成不透明分解物〔磁鐵礦及高溫?zé)o水的透長(zhǎng)石、白榴石、橄欖石、輝石等細(xì)粒集合體〕，稱(chēng)暗化邊結(jié)構(gòu)。斑狀結(jié)構(gòu)與似斑狀結(jié)構(gòu)主要區(qū)別斑狀結(jié)構(gòu)似斑狀結(jié)構(gòu)基質(zhì)隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)顯晶質(zhì)熔蝕、暗化斑晶有斑晶無(wú)斑晶與基質(zhì)成分斑晶與基質(zhì)成分不同，斑晶不一定是巖石主要成分斑晶與基質(zhì)成分相同，斑晶可以是巖石主要成分晶出時(shí)間不同世代，先后結(jié)晶基本同時(shí)形成形成環(huán)境噴出巖（部分淺成巖）深成巖（部分淺成巖）〔三〕巖石中礦物的自形程度1、自形晶結(jié)構(gòu)

巖石主要由自形晶的礦物顆粒組成。形成晶面平直、較為規(guī)那么的形態(tài)。說(shuō)明巖漿中礦物結(jié)晶中心少，結(jié)晶時(shí)間長(zhǎng)，有足夠的空間或者礦物結(jié)晶能力強(qiáng)。2、半自形晶結(jié)構(gòu)

巖石主要由半自形晶的礦物顆粒組成。形成局部平直、規(guī)那么的晶面，其它的晶面發(fā)育不好，呈不規(guī)那么的形態(tài)。3、它形晶結(jié)構(gòu)

組成巖石的主要礦物顆粒多呈不規(guī)那么的形態(tài)—它形晶，沒(méi)有平直、規(guī)那么的晶面。說(shuō)明巖漿結(jié)晶中心較多，礦物幾乎同時(shí)結(jié)晶，在沒(méi)有足夠的結(jié)晶時(shí)間和空間條件下形成。半自形結(jié)構(gòu)它形結(jié)構(gòu)〔四〕巖石中礦物顆粒間的相互關(guān)系指礦物之間和礦物與隱晶質(zhì)之間的相互關(guān)系。常見(jiàn)有：環(huán)帶結(jié)構(gòu)、反響邊結(jié)構(gòu)、交生結(jié)構(gòu)〔文象結(jié)構(gòu)、蠕蟲(chóng)結(jié)構(gòu)、條紋結(jié)構(gòu)〕、包含結(jié)構(gòu)、填隙(間)結(jié)構(gòu)等。1、環(huán)帶結(jié)構(gòu)礦物從中心向邊緣呈環(huán)帶狀、由不同成分組成，鏡下消光位不同。常見(jiàn)于固溶體系列礦物中，如斜長(zhǎng)石、輝石、鉀長(zhǎng)石等，以斜長(zhǎng)石最常見(jiàn)。分類(lèi)：由中心向邊緣，An分子遞減稱(chēng)為正環(huán)帶；An分子遞增稱(chēng)為反環(huán)帶；交替變化稱(chēng)為韻律環(huán)帶。成因：固溶體成因。反響礦物與被反響礦物同屬一類(lèi)礦物〔即固溶體系列礦物〕，僅端元成分及光性方位有差異，因而呈現(xiàn)為環(huán)帶狀特征。

2、反響邊結(jié)構(gòu)早生成的礦物與熔漿發(fā)生反響，當(dāng)反響不徹底時(shí)，在早生成的礦物外圈形成另一種新礦物，完全或局部包圍早結(jié)晶的礦物，呈現(xiàn)為環(huán)帶狀或近似環(huán)帶狀特征。。例如橄欖石外圍具輝石反響邊，輝石外圍又具角閃石、黑云母反響邊。與環(huán)帶結(jié)構(gòu)類(lèi)似，不同的是反響生成礦物與被反響礦物不屬一類(lèi)礦物〔即不是固溶體系列礦物〕。右側(cè)橄欖石具雙重邊，內(nèi)層頑火輝石，外層為纖維狀普通角閃石。PyxHbl3、交生結(jié)構(gòu)

兩種礦物互相穿插、有規(guī)律地生長(zhǎng)在一起。〔1〕文象結(jié)構(gòu)許多石英呈一定的外形(如尖棱形、象形文字形等)，有規(guī)律地鑲嵌在鉀長(zhǎng)石中，石英在正交偏光下同時(shí)消光。分類(lèi)：肉眼可見(jiàn)的稱(chēng)文象結(jié)構(gòu)，鏡下可見(jiàn)的稱(chēng)顯微文象結(jié)構(gòu)。成因：長(zhǎng)石和石英在共結(jié)點(diǎn)同時(shí)結(jié)晶形成。〔2〕蠕蟲(chóng)結(jié)構(gòu)在斜長(zhǎng)石和堿性長(zhǎng)石的接觸部位，往往斜長(zhǎng)石的邊緣形成許多細(xì)小的形似蠕蟲(chóng)狀、指狀的石英，穿插生長(zhǎng)在長(zhǎng)石中。石英的消光位一致。成因：共結(jié)蠕蟲(chóng)。固溶體分解蠕蟲(chóng)。交代蠕蟲(chóng)：斜長(zhǎng)石交代鉀長(zhǎng)石，多余的SiO2析出，生成蠕蟲(chóng)狀石英，被包裹于斜長(zhǎng)石中。〔3〕條紋結(jié)構(gòu)主要見(jiàn)于條紋長(zhǎng)石。表現(xiàn)為鉀長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石有規(guī)律交生。分類(lèi)：正條紋結(jié)構(gòu)、反條紋結(jié)構(gòu)。正條紋結(jié)構(gòu)：主晶為鉀長(zhǎng)石，客晶為鈉長(zhǎng)石，呈條紋。反條紋結(jié)構(gòu)：主晶為鈉長(zhǎng)石，客晶為鉀長(zhǎng)石，呈條紋。成因：固溶體成因：客晶條紋具定向性，均勻分布，形態(tài)規(guī)那么。如鈦鐵礦與磁鐵礦別離過(guò)程。交代成因：客晶條紋較主晶新鮮，呈不規(guī)那么的樹(shù)枝狀、網(wǎng)脈狀，定向性不明顯，順主晶的裂隙、解理、邊緣分布。4、包含結(jié)構(gòu)

較大的礦物包含另一種較小的礦物。也稱(chēng)為包含嵌晶結(jié)構(gòu)。如果輝石或橄欖石中包含許多自形柱狀的斜長(zhǎng)石晶體，稱(chēng)嵌晶含長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。成因：被包裹的礦物結(jié)晶較早，而包裹它的礦物結(jié)晶較晚，可作為分析巖漿中礦物結(jié)晶順序的證據(jù)。5、填隙(間)結(jié)構(gòu)

斜長(zhǎng)石微晶間隙內(nèi)充填有輝石等暗色粒狀礦物，或者隱晶質(zhì)、玻璃質(zhì)等。淺成巖或噴出巖石中常見(jiàn)。充填粒狀礦物稱(chēng)間粒結(jié)構(gòu)，充填隱晶質(zhì)-玻璃質(zhì)稱(chēng)間隱結(jié)構(gòu)，充填二者的過(guò)渡類(lèi)型，稱(chēng)間粒-間隱結(jié)構(gòu)。

巖石中其它特殊結(jié)構(gòu)，將在以后各章節(jié)中介紹。6.交織結(jié)構(gòu)噴出巖的基質(zhì)中，斜長(zhǎng)石微晶呈交織狀或半平行排列。假設(shè)其中玻璃質(zhì)含量明顯，稱(chēng)玻晶〔基〕交織結(jié)構(gòu)。因在安山巖中常見(jiàn)，又稱(chēng)安山結(jié)構(gòu)。7.粗面結(jié)構(gòu)噴出巖的基質(zhì)中，鉀長(zhǎng)石微晶呈交織狀或半平行排列。〔五〕巖漿巖結(jié)構(gòu)與巖漿冷凝條件的關(guān)系根據(jù)熱力學(xué)平衡觀點(diǎn)，巖漿中礦物在液-固相線的析出溫度開(kāi)始晶出。但這是理論溫度，實(shí)際析出溫度往往低于液-固相線溫度，過(guò)冷狀態(tài)下進(jìn)行的，即低于其熔點(diǎn)假設(shè)干度的條件下結(jié)晶的。有兩方面的原因：〔1〕結(jié)晶開(kāi)始后，放出結(jié)晶熱，使剛晶出的晶體重新熔化。因此，晶體的析出，還需要下降到更低的溫度。〔2〕礦物結(jié)晶時(shí)，離子之間需要進(jìn)行調(diào)整、遷移、組合。但是，由于巖漿粘度較大，離子之間擴(kuò)散、組合受到阻力，未能在正常結(jié)晶溫度下順利析出，而產(chǎn)生過(guò)冷狀態(tài)。1.有關(guān)概念過(guò)冷度：是指巖漿的液相線溫度〔TA〕與巖漿中晶體析出的實(shí)際溫度〔TB〕的差值。過(guò)冷度的大小，用ΔT表示:ΔT=TA-TB它直接影響著巖漿的結(jié)晶能力，即與晶體的成核密度和生長(zhǎng)速度有關(guān)。成核密度：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)的晶核數(shù)，以“晶核數(shù)/cm3〞表示。晶體生長(zhǎng)速度：是指單位時(shí)間內(nèi)晶體粒徑生長(zhǎng)的大小，以“cm/s〞或“um/s〞表示。理想的成核及生長(zhǎng)速度曲線（虛線為生長(zhǎng)速率，實(shí)線為成核密度）CD晶體生長(zhǎng)過(guò)程：處于穩(wěn)定態(tài)的一種溶液，隨溫度下降，一旦進(jìn)入過(guò)冷卻或過(guò)飽和狀態(tài)時(shí)，體系中就具有結(jié)晶的趨向，局部原子〔離子〕由液相中的高能量自由態(tài)向固相中的低能量自由態(tài)轉(zhuǎn)變，使體系減少自由能，形成新相。核胚：晶核出現(xiàn)前，首先要出現(xiàn)核胚。晶核：液相中的原子、離子、分子等質(zhì)點(diǎn)按照礦物的晶體結(jié)構(gòu)一個(gè)個(gè)逐漸移動(dòng)添加到核胚上，生成穩(wěn)定的晶核。剛到析出溫度時(shí)核胚出現(xiàn)的數(shù)量較少，液相的溶解度較大，核胚很難長(zhǎng)大成晶核，容易再次溶入液體而消失，液-固相處于化學(xué)動(dòng)態(tài)平衡。隨溫度下降，核胚的形成數(shù)大于溶解數(shù)，核胚才會(huì)形成較大的晶核而穩(wěn)定存在。晶體：在此根底上，繼續(xù)生長(zhǎng)成為晶體。因此，成核速率取決于單位體積中液相中核胚的數(shù)目外，還取決于質(zhì)點(diǎn)加到核胚的速率〔即生長(zhǎng)速度〕。晶體結(jié)晶過(guò)程〔結(jié)晶能力〕包括成核速率和晶體生長(zhǎng)速度兩個(gè)過(guò)程。過(guò)冷度大，導(dǎo)致巖漿粘度增大，質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散能力降低，結(jié)晶能力隨之降低。2.過(guò)冷度與巖漿巖結(jié)構(gòu)的關(guān)系巖漿在不同的深度環(huán)境下冷凝時(shí)，由于散熱冷卻快慢、揮發(fā)份出溶速率不同，過(guò)冷度不同，導(dǎo)致巖漿結(jié)晶程度及大小等特征出現(xiàn)差異。1)巖漿在地殼深部冷凝時(shí)，冷卻緩慢、過(guò)冷度小，結(jié)晶作用主要發(fā)生在A區(qū)，晶體生長(zhǎng)速度大于形成結(jié)晶中心〔晶芽〕的速度，已析出的晶芽可以緩慢地在較大的生長(zhǎng)空間里充分生長(zhǎng)發(fā)育，因此，全部結(jié)晶，晶體粗大，晶形較好，構(gòu)成偉晶、巨粒、粗粒結(jié)構(gòu)。2)巖漿在地殼淺部，冷卻較快的情況下冷凝時(shí)，結(jié)晶作用主要發(fā)生在B區(qū)，形成結(jié)晶中心〔晶芽〕的速度大于晶體生長(zhǎng)速度，眾多晶芽同時(shí)形成，互相爭(zhēng)奪生長(zhǎng)空間，相互干擾生長(zhǎng)形態(tài)，形成細(xì)小晶粒，結(jié)果發(fā)育不完善，構(gòu)成中粒、細(xì)粒結(jié)構(gòu)。3)巖漿噴出地表或接近地表，在冷卻很快的條件下冷凝時(shí)，結(jié)晶作用在C區(qū)，結(jié)晶中心〔晶芽〕形成及晶體生長(zhǎng)速度都大為減弱，但前者仍大于后者，結(jié)晶中心形成較多，晶體生長(zhǎng)速度很小，結(jié)晶能力很弱，形成微晶結(jié)構(gòu)，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、霏細(xì)結(jié)構(gòu)或半晶質(zhì)〔斑狀〕結(jié)構(gòu)。4)巖漿噴出地表，冷卻迅速時(shí)，凝固作用主要發(fā)生在D區(qū)，過(guò)冷度大，來(lái)不及結(jié)晶，幾乎形不成結(jié)晶中心〔晶芽〕，更談不上晶體生長(zhǎng)，常形成非晶質(zhì)〔玻璃質(zhì)〕結(jié)構(gòu)或半晶質(zhì)〔斑狀〕結(jié)構(gòu)。CD〔五〕巖漿巖結(jié)構(gòu)與巖漿冷凝條件的關(guān)系總結(jié)：1.一般講，早結(jié)晶的礦物結(jié)晶溫度高，冷凝慢，且生長(zhǎng)空間較大，因此巖石中礦物的顆粒較為粗大，晶形較好。因此，當(dāng)巖石中礦物顆粒較為粗大、晶形較好時(shí)，可能說(shuō)明該礦物的結(jié)晶時(shí)間較早。2.晚結(jié)晶的礦物結(jié)晶溫度較低，冷凝較快，且僅能在早結(jié)晶礦物留下的剩余空間內(nèi)生長(zhǎng)，空間受到限制，因此巖石中礦物顆粒小，晶形不完整或不規(guī)那么。因此，當(dāng)巖石中礦物顆粒較小、晶形發(fā)育不完整或不規(guī)那么時(shí)，可能說(shuō)明該礦物結(jié)晶時(shí)間較晚。研究意義：有助于了解巖漿巖的形成環(huán)境、巖漿巖的成因、礦物間相互關(guān)系、巖漿巖形成后的變化等內(nèi)容。二、礦物結(jié)晶順序確實(shí)定判定礦物結(jié)晶順序的原那么1、礦物顆粒的相對(duì)自形程度

自形程度高的一般析出較早，自形程度低的析出較晚。但礦物本身的結(jié)晶能力必須充分注意。2、礦物間的相互包裹關(guān)系

通常認(rèn)為被包裹的礦物一般早于包裹它的礦物。但需謹(jǐn)慎，如分解條紋長(zhǎng)石、文象結(jié)構(gòu)中的石英。3、礦物的晶體大小

在常見(jiàn)的斑狀結(jié)構(gòu)中，大晶體一般先結(jié)晶，而小晶體常常后結(jié)晶。但對(duì)某些交代斑晶那么相反。4、根據(jù)礦物的共生組合關(guān)系

例如花崗巖中出現(xiàn)榍石與綠泥石〔榍石和綠泥石是后期蝕變礦物〕。可能是綠泥石交代黑云母后，析出Ti、Ca等元素生成榍石。三、巖漿巖的構(gòu)造是指巖石中不同礦物集合體之間或與巖石其它組成局部(如玻璃質(zhì))之間的排列方式及充填方式所表現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)。

構(gòu)造受多方面因素影響，與巖漿結(jié)晶時(shí)的物化環(huán)境、巖漿的侵位機(jī)制、侵位時(shí)的構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)、巖漿冷凝時(shí)是否仍在流動(dòng)等因素有關(guān)。1、塊狀構(gòu)造(均一構(gòu)造)

組成巖石的礦物在整塊巖石中分布是均勻的，巖石各局部在成分上或結(jié)構(gòu)上都是一樣的。一般說(shuō)明巖漿的靜止、穩(wěn)定的結(jié)晶作用。2、帶〔層〕狀構(gòu)造

巖石在垂向上出現(xiàn)不同成分的巖石彼此逐層交替，或者是成分相同但結(jié)構(gòu)、顏色及造巖礦物成分或含量不同的差異性交替變化，巖石彼此逐層交替呈帶狀、條帶狀彼此平行或近于平行。形成于結(jié)晶條件發(fā)生周期性變化或因結(jié)晶分異發(fā)生堆晶作用時(shí)。3、斑雜構(gòu)造

巖石不同部位的顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造差異很大，整個(gè)巖石不均一，斑斑塊塊，雜亂無(wú)章。形成于同化混染圍巖物質(zhì)或巖漿的屢次脈沖侵入。4、球狀構(gòu)造

侵入體中有一些球體，每個(gè)球體中礦物圍繞某些中心呈同心層分布、或放射狀生長(zhǎng)成球狀體。5、晶洞構(gòu)造和晶腺構(gòu)造

在侵入巖中出現(xiàn)的孔洞稱(chēng)為晶洞構(gòu)造，如果孔壁上生長(zhǎng)著排列很好的晶體那么稱(chēng)為晶腺構(gòu)造。6、氣孔構(gòu)造和杏仁構(gòu)造

陸相噴出巖中常見(jiàn)的構(gòu)造，主要見(jiàn)于熔巖層之項(xiàng)部。由于巖漿冷凝，快速降壓，導(dǎo)致?lián)]發(fā)組分的大量出溶，上升聚集于巖流頂部，膨脹，冷凝后留下的氣孔。氣孔的拉長(zhǎng)方向，指示巖流流動(dòng)的方向。但是，海相噴出巖〔如深海玄武巖、細(xì)碧巖〕中的氣孔一般不發(fā)育或很小。水底噴出的熔巖，當(dāng)水深大于400m時(shí)，因環(huán)境壓力較大，不易形成氣孔。當(dāng)氣孔被巖漿期后礦物所充填，那么形成杏仁構(gòu)造。常見(jiàn)方解石、沸石、石英、綠泥石等充填。7、枕狀構(gòu)造

是指海底溢出的熔巖或陸地流入海水中的熔巖，遇水淬冷，形成枕狀熔巖體，并且被沉積物、火山物質(zhì)膠結(jié)起來(lái)。枕狀體具玻璃質(zhì)冷凝邊。當(dāng)水體深度不大時(shí)，可以形成氣孔，呈同心層狀或放射狀分布，中部有空腔。是巖漿水下噴發(fā)的典型構(gòu)造，判定海相火山巖的一個(gè)重要標(biāo)志。8、流動(dòng)構(gòu)造

巖漿在流動(dòng)過(guò)程中冷凝固結(jié)，造成巖漿中不同組分、不同特征拉長(zhǎng)定向排列。在粘度較大的酸性熔巖中最為特征。〔1〕流紋構(gòu)造噴出巖中不同顏色、不同成分的條紋、條帶和球粒、雛晶及拉長(zhǎng)的氣孔定向排列的現(xiàn)