?巖石學?課件第二章結構構造00結構是指組成巖石中礦物的結晶程度、顆粒大小、晶體形態、自形程度和礦物間(包括玻璃)相互關系。構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。球粒結構〔球顆結構〕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、正交偏光下呈十字消光的球狀生成物，也可呈束狀、扇狀等。

如果球粒組成是長英質，那么稱為球粒結構。多見于中酸性、酸性巖石中。如果球粒組成是輝石和斜長石，那么稱球顆結構。多見于基性火山巖中。巖漿直接快速冷凝也可以形成與脫玻化類似的雛晶結構、球粒〔顆〕結構、微晶結構和霏細結構等結構。霏細結構脫玻化到達一定程度時，可形成極細的、它形的長英質礦物顆粒的微晶集合體，顆粒間界線模糊，形狀不規那么，宏觀為隱晶質，稱霏細結構。

〔二〕巖石中礦物的顆粒大小1、顯晶質結構肉眼觀察時根本上能分辨礦物顆粒者。按礦物顆粒絕對大小分為：

(1)粗粒結構：>5mm

(2)中粒結構：5～2mm

(3)細粒結構：2～0.2mm

(4)微粒結構：附:>1cm的礦物，稱為巨晶結構；>3cm的稱偉晶結構。2、隱晶質結構礦物顆粒很細，肉眼無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，稱顯微晶質結構；如果鏡下只有偏光反映，而無法分辨礦物顆粒者，稱顯微隱晶質結構。根據礦物顆粒的相對大小分為：

(1)、等粒結構：巖石中同種主要礦物大致相等。

(2)、不等粒結構：巖石中同種主要礦物大小不等，之間為連續過渡。(3)、斑狀及似斑狀結構：巖石中所有礦物顆粒可分為大小截然不同的兩群，大的稱為斑晶，小的稱為基質，其中沒有中等大小的顆粒，這點可與不等粒結構相區別。

斑狀與似斑狀結構的區別：如果基質為隱晶質及玻璃質，那么稱斑狀結構；如果基質為顯晶質，那么稱似斑狀結構，與斑晶為同一世代的產物。斑狀結構等粒結構不等粒結構似斑狀結構斑狀結構是淺成巖和噴出巖的重要結構類型。斑晶一般是在深處〔巖漿房〕或上升過程中晶出的，在地表條件下不穩定。常形成：熔蝕結構和暗化邊結構深部結晶的斑晶在隨巖漿上升過程中，因壓力降低使斑晶的熔點降低、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，稱熔蝕結構，如石英；含揮發分的斑晶〔角閃石、黑云母等〕，因低壓、高溫氧化、脫水等原因常發生分解，在斑晶邊緣形成不透明分解物〔磁鐵礦及高溫無水的透長石、白榴石、橄欖石、輝石等細粒集合體〕，稱暗化邊結構。斑狀結構與似斑狀結構主要區別斑狀結構似斑狀結構基質隱晶質或玻璃質顯晶質熔蝕、暗化斑晶有斑晶無斑晶與基質成分斑晶與基質成分不同，斑晶不一定是巖石主要成分斑晶與基質成分相同，斑晶可以是巖石主要成分晶出時間不同世代，先后結晶基本同時形成形成環境噴出巖（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、自形晶結構

巖石主要由自形晶的礦物顆粒組成。形成晶面平直、較為規那么的形態。說明巖漿中礦物結晶中心少，結晶時間長，有足夠的空間或者礦物結晶能力強。2、半自形晶結構

巖石主要由半自形晶的礦物顆粒組成。形成局部平直、規那么的晶面，其它的晶面發育不好，呈不規那么的形態。3、它形晶結構

組成巖石的主要礦物顆粒多呈不規那么的形態—它形晶，沒有平直、規那么的晶面。說明巖漿結晶中心較多，礦物幾乎同時結晶，在沒有足夠的結晶時間和空間條件下形成。半自形結構它形結構〔四〕巖石中礦物顆粒間的相互關系指礦物之間和礦物與隱晶質之間的相互關系。常見有：環帶結構、反響邊結構、交生結構〔文象結構、蠕蟲結構、條紋結構〕、包含結構、填隙(間)結構等。1、環帶結構礦物從中心向邊緣呈環帶狀、由不同成分組成，鏡下消光位不同。常見于固溶體系列礦物中，如斜長石、輝石、鉀長石等，以斜長石最常見。分類：由中心向邊緣，An分子遞減稱為正環帶；An分子遞增稱為反環帶；交替變化稱為韻律環帶。成因：固溶體成因。反響礦物與被反響礦物同屬一類礦物〔即固溶體系列礦物〕，僅端元成分及光性方位有差異，因而呈現為環帶狀特征。

2、反響邊結構早生成的礦物與熔漿發生反響，當反響不徹底時，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晶的礦物，呈現為環帶狀或近似環帶狀特征。。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。與環帶結構類似，不同的是反響生成礦物與被反響礦物不屬一類礦物〔即不是固溶體系列礦物〕。右側橄欖石具雙重邊，內層頑火輝石，外層為纖維狀普通角閃石。PyxHbl3、交生結構

兩種礦物互相穿插、有規律地生長在一起。〔1〕文象結構許多石英呈一定的外形(如尖棱形、象形文字形等)，有規律地鑲嵌在鉀長石中，石英在正交偏光下同時消光。分類：肉眼可見的稱文象結構，鏡下可見的稱顯微文象結構。成因：長石和石英在共結點同時結晶形成。〔2〕蠕蟲結構在斜長石和堿性長石的接觸部位，往往斜長石的邊緣形成許多細小的形似蠕蟲狀、指狀的石英，穿插生長在長石中。石英的消光位一致。成因：共結蠕蟲。固溶體分解蠕蟲。交代蠕蟲：斜長石交代鉀長石，多余的SiO2析出，生成蠕蟲狀石英，被包裹于斜長石中。〔3〕條紋結構主要見于條紋長石。表現為鉀長石和鈉長石有規律交生。分類：正條紋結構、反條紋結構。正條紋結構：主晶為鉀長石，客晶為鈉長石，呈條紋。反條紋結構：主晶為鈉長石，客晶為鉀長石，呈條紋。成因：固溶體成因：客晶條紋具定向性，均勻分布，形態規那么。如鈦鐵礦與磁鐵礦別離過程。交代成因：客晶條紋較主晶新鮮，呈不規那么的樹枝狀、網脈狀，定向性不明顯，順主晶的裂隙、解理、邊緣分布。4、包含結構

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

斜長石微晶間隙內充填有輝石等暗色粒狀礦物，或者隱晶質、玻璃質等。淺成巖或噴出巖石中常見。充填粒狀礦物稱間粒結構，充填隱晶質-玻璃質稱間隱結構，充填二者的過渡類型，稱間粒-間隱結構。

巖石中其它特殊結構，將在以后各章節中介紹。6.交織結構噴出巖的基質中，斜長石微晶呈交織狀或半平行排列。假設其中玻璃質含量明顯，稱玻晶〔基〕交織結構。因在安山巖中常見，又稱安山結構。7.粗面結構噴出巖的基質中，鉀長石微晶呈交織狀或半平行排列。〔五〕巖漿巖結構與巖漿冷凝條件的關系根據熱力學平衡觀點，巖漿中礦物在液-固相線的析出溫度開始晶出。但這是理論溫度，實際析出溫度往往低于液-固相線溫度，過冷狀態下進行的，即低于其熔點假設干度的條件下結晶的。有兩方面的原因：〔1〕結晶開始后，放出結晶熱，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〕礦物結晶時，離子之間需要進行調整、遷移、組合。但是，由于巖漿粘度較大，離子之間擴散、組合受到阻力，未能在正常結晶溫度下順利析出，而產生過冷狀態。1.有關概念過冷度：是指巖漿的液相線溫度〔TA〕與巖漿中晶體析出的實際溫度〔TB〕的差值。過冷度的大小，用ΔT表示:ΔT=TA-TB它直接影響著巖漿的結晶能力，即與晶體的成核密度和生長速度有關。成核密度：單位體積內的晶核數，以“晶核數/cm3〞表示。晶體生長速度：是指單位時間內晶體粒徑生長的大小，以“cm/s〞或“um/s〞表示。理想的成核及生長速度曲線（虛線為生長速率，實線為成核密度）CD晶體生長過程：處于穩定態的一種溶液，隨溫度下降，一旦進入過冷卻或過飽和狀態時，體系中就具有結晶的趨向，局部原子〔離子〕由液相中的高能量自由態向固相中的低能量自由態轉變，使體系減少自由能，形成新相。核胚：晶核出現前，首先要出現核胚。晶核：液相中的原子、離子、分子等質點按照礦物的晶體結構一個個逐漸移動添加到核胚上，生成穩定的晶核。剛到析出溫度時核胚出現的數量較少，液相的溶解度較大，核胚很難長大成晶核，容易再次溶入液體而消失，液-固相處于化學動態平衡。隨溫度下降，核胚的形成數大于溶解數，核胚才會形成較大的晶核而穩定存在。晶體：在此根底上，繼續生長成為晶體。因此，成核速率取決于單位體積中液相中核胚的數目外，還取決于質點加到核胚的速率〔即生長速度〕。晶體結晶過程〔結晶能力〕包括成核速率和晶體生長速度兩個過程。過冷度大，導致巖漿粘度增大，質點擴散能力降低，結晶能力隨之降低。2.過冷度與巖漿巖結構的關系巖漿在不同的深度環境下冷凝時，由于散熱冷卻快慢、揮發份出溶速率不同，過冷度不同，導致巖漿結晶程度及大小等特征出現差異。1)巖漿在地殼深部冷凝時，冷卻緩慢、過冷度小，結晶作用主要發生在A區，晶體生長速度大于形成結晶中心〔晶芽〕的速度，已析出的晶芽可以緩慢地在較大的生長空間里充分生長發育，因此，全部結晶，晶體粗大，晶形較好，構成偉晶、巨粒、粗粒結構。2)巖漿在地殼淺部，冷卻較快的情況下冷凝時，結晶作用主要發生在B區，形成結晶中心〔晶芽〕的速度大于晶體生長速度，眾多晶芽同時形成，互相爭奪生長空間，相互干擾生長形態，形成細小晶粒，結果發育不完善，構成中粒、細粒結構。3)巖漿噴出地表或接近地表，在冷卻很快的條件下冷凝時，結晶作用在C區，結晶中心〔晶芽〕形成及晶體生長速度都大為減弱，但前者仍大于后者，結晶中心形成較多，晶體生長速度很小，結晶能力很弱，形成微晶結構，隱晶質結構、霏細結構或半晶質〔斑狀〕結構。4)巖漿噴出地表，冷卻迅速時，凝固作用主要發生在D區，過冷度大，來不及結晶，幾乎形不成結晶中心〔晶芽〕，更談不上晶體生長，常形成非晶質〔玻璃質〕結構或半晶質〔斑狀〕結構。CD〔五〕巖漿巖結構與巖漿冷凝條件的關系總結：1.一般講，早結晶的礦物結晶溫度高，冷凝慢，且生長空間較大，因此巖石中礦物的顆粒較為粗大，晶形較好。因此，當巖石中礦物顆粒較為粗大、晶形較好時，可能說明該礦物的結晶時間較早。2.晚結晶的礦物結晶溫度較低，冷凝較快，且僅能在早結晶礦物留下的剩余空間內生長，空間受到限制，因此巖石中礦物顆粒小，晶形不完整或不規那么。因此，當巖石中礦物顆粒較小、晶形發育不完整或不規那么時，可能說明該礦物結晶時間較晚。研究意義：有助于了解巖漿巖的形成環境、巖漿巖的成因、礦物間相互關系、巖漿巖形成后的變化等內容。二、礦物結晶順序確實定判定礦物結晶順序的原那么1、礦物顆粒的相對自形程度

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

通常認為被包裹的礦物一般早于包裹它的礦物。但需謹慎，如分解條紋長石、文象結構中的石英。3、礦物的晶體大小

在常見的斑狀結構中，大晶體一般先結晶，而小晶體常常后結晶。但對某些交代斑晶那么相反。4、根據礦物的共生組合關系

例如花崗巖中出現榍石與綠泥石〔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)之間的排列方式及充填方式所表現出來的特點。

構造受多方面因素影響，與巖漿結晶時的物化環境、巖漿的侵位機制、侵位時的構造應力狀態、巖漿冷凝時是否仍在流動等因素有關。1、塊狀構造(均一構造)

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構上都是一樣的。一般說明巖漿的靜止、穩定的結晶作用。2、帶〔層〕狀構造

巖石在垂向上出現不同成分的巖石彼此逐層交替，或者是成分相同但結構、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。形成于結晶條件發生周期性變化或因結晶分異發生堆晶作用時。3、斑雜構造

巖石不同部位的顏色、礦物成分、結構、構造差異很大，整個巖石不均一，斑斑塊塊，雜亂無章。形成于同化混染圍巖物質或巖漿的屢次脈沖侵入。4、球狀構造

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

在侵入巖中出現的孔洞稱為晶洞構造，如果孔壁上生長著排列很好的晶體那么稱為晶腺構造。6、氣孔構造和杏仁構造

陸相噴出巖中常見的構造，主要見于熔巖層之項部。由于巖漿冷凝，快速降壓，導致揮發組分的大量出溶，上升聚集于巖流頂部，膨脹，冷凝后留下的氣孔。氣孔的拉長方向，指示巖流流動的方向。但是，海相噴出巖〔如深海玄武巖、細碧巖〕中的氣孔一般不發育或很小。水底噴出的熔巖，當水深大于400m時，因環境壓力較大，不易形成氣孔。當氣孔被巖漿期后礦物所充填，那么形成杏仁構造。常見方解石、沸石、石英、綠泥石等充填。7、枕狀構造

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、火山物質膠結起來。枕狀體具玻璃質冷凝邊。當水體深度不大時，可以形成氣孔，呈同心層狀或放射狀分布，中部有空腔。是巖漿水下噴發的典型構造，判定海相火山巖的一個重要標志。8、流動構造

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