_第7章_火成岩结构的成因(2.5)
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火成岩的构造及原理
火成岩的构造及原理火成岩是指由岩浆冷却凝固而形成的岩石。
它们形成于地下深处的火成活动，通过岩浆的喷发、侵入或渗透形成。
火成岩的构造及形成原理主要涉及以下几个方面：1. 岩浆形成：岩浆是由地幔或地壳中的部分岩石熔融而形成的。
在高温和高压的条件下，岩石中的矿物质熔化成为可流动的岩浆。
2. 岩浆喷发：当地下岩浆压力超过地壳的抵抗能力时，岩浆会通过火山口喷发到地面，形成火山喷发。
这样形成的岩浆快速冷却后，即可形成火山岩，如玄武岩。
3. 岩浆侵入：当岩浆在地下岩石层中逐渐冷却凝固时，可能会侵入邻近岩石中形成侵入岩体。
根据侵入方式和形状的不同，可分为浅侵入岩体（如辉绿岩、花岗岩等）和深侵入岩体（如辉长岩、橄榄岩等）。
4. 岩浆渗透：岩浆亦可能在地下通过岩石间隙的渗透而形成渗透岩体，如玄武岩石床、独居石（岩浆透入）等。
火成岩的构造特点主要表现为以下几个方面：1. 结晶结构：在岩浆冷却凝固的过程中，矿物质开始结晶，形成了岩石的晶体结构。
晶体的大小和形状决定了火成岩的结构特征。
2. 斑状构造：火成岩中常常出现大颗粒或更大的矿物斑块，称为斑状构造。
这是因为在岩浆冷却过程中，某些矿物质组分较多而结晶速度较快，导致了颗粒增大。
3. 层状构造：在火成岩中，由于岩浆的渗透和侵入，可能会形成堆积的层状构造。
这些层状结构往往与火成活动的不同阶段和岩浆的流动方式有关。
4. 花岗岩的板层状构造：某些花岗岩可出现板层状构造，即一条一条的板状矿物质在岩石中排列。
这种结构是由于岩浆在流动过程中受到混合、分层等作用所致。
总之，火成岩的构造及形成原理主要涉及岩浆的生成、喷发、侵入和渗透等过程，它们的形成与岩浆的特性、地壳的构造和环境条件等因素密切相关。
火成岩
无爆炸，主要为基性玄武岩熔浆，可形成厚度稳定、覆盖面积大
的熔岩被。如：冰岛的火山喷发。
2. 中心式喷发 岩浆沿着一定的管形通道喷出地表，熔岩覆盖面积
较小。按照剧烈程度又可分为宁静式、斯特龙博利式和爆裂式等
几种。
宁静式少有固体喷发物，喷发强度小；斯特龙博利式有一定爆炸
力，一般没有火山灰；爆裂式含气体多，爆炸性强，含大量的火
第3节
二、喷出作用（火山作用）
（一）火山活动
火成岩
根据火山活动情况，火山可分为死火山（extinct volcano）、休眠
火山（dormant volcano）和活火山（active volcano）。
但火山的活动性会发生变化，例如：墨西哥的帕里库廷火山就是
突然新形成的。
厄瓜多尔的皮晋查火山的活动情况：
第3节
火成岩
根据USGS全球火山计划的资料，最新持续活动的火山有：
1. 哥斯达黎加的Arenal火山，2月开始就持续活动，包括火山喷气，
间歇喷发及岩浆流，喷发时烟柱高2.2公里，下风向有火山灰和酸
雨落下。
2. 巴布亚新几内亚的Bagana火山，1月10至3月10日，持续喷出白
色蒸汽，3月3日喷出火山云柱高2.4公里。
火山喷发物
火山灰
火山灰
火山喷发物
火山喷发物
火山灰
火山灰
火山喷发物
火山砾
火山喷发物
火山喷发物
火山块
火山渣
火山喷发物
火山渣
火山喷发物
火山弹
火山喷发物
火山弹
火山喷发物
火山弹
火山喷发物
浮岩
火山喷发物
火成岩
颜色为红、棕、绿、灰 颜色为红、棕、绿、灰 色、深灰色；成份：板 状 斜长石晶体，呈灰白色或绿 色，少量角闪石，黑云母为 斑晶；隐晶斑状结构，具气 孔、杏仁构造；产状：火山 锥、岩被。
颜色为深灰、灰褐、灰 颜色为深灰、灰褐、灰 黑色，风化后呈红、绿色； 成份主要为辉石、斜长石， 次为角闪石、黑云母；玻 璃质或隐晶结构；有气孔、 杏仁状构造；产状：火山 锥、岩被。
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火成岩结构---结晶顺序
10
火成岩构造
火成岩构造分侵入岩的构造和喷出岩的构造。 常见的侵入岩构造 块状构造 带状构造 斑杂构造 球状构造 晶洞构造 流动构造 常见的喷出岩构造 气孔构造 杏仁构造 枕状构造 绳状构造 流纹构造 假流纹构造 柱状节理构造 珍珠构造
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火成岩分类原则
火成岩的种类很多，不同学者从不同角度和标准提出许多分类方案。现有 的火成岩分类多半以岩石本身具有的特征为依据，它们主要是： 组成岩石矿物成分 不同的火成岩中浅色矿物和暗色矿物的种类和含量的变化是有规律的，根 据色率把火成岩分为四类： 浅色岩 色率0-35；中色岩 色率35-65；深色岩 色率65-90；暗深色岩 色 率90-100 岩石的化学成分 岩浆岩主要是由硅酸盐矿物组成，二氧化硅是最主要的组分，据其含量可 将火成岩划分为： 超基性岩 SiO2 ＜45%；基性岩 SiO2 45～52% 中性岩 SiO2 52～65%；酸性岩 SiO2 ＞65% 岩石的产出方式 根据其产出环境分为深成岩，浅成岩和喷出岩。深成岩常具全晶质结构， 喷出岩多为玻璃质或隐晶质。
火成岩各论---基性岩
基性岩(basic rock) SiO2含量为45-52%，稍高于超基性岩。 在矿物成分上以辉石和基性斜长石为主要组分，有时含有 橄榄石，不含石英。色率一般为35-65，呈中色至深色。 代表性岩类有： 侵入岩：深成相： 辉长岩 斜长岩 浅成相： 辉绿岩 喷出岩：玄武岩
火成岩总结.
影响矿物共生组合的因素，除了温度、压力外，主要决定于 岩浆岩的化学成分，特别是SiO2、K2O+Na2O、Al2O3的含量。 当SiO2含量很高时，除了形成硅酸盐矿物之外，可以形成 石英。硅酸过饱和矿物 当SiO2含量不足时，可能出现橄榄石、霞石、白榴石等矿 物，这些矿物称为SiO2不饱和的矿物。 当SiO2含量不足时，可能出现辉石、角闪石、斜长石、钾 长石等，这些矿物称为SiO2饱和的矿物。
❖色率-暗色矿物在火成岩中的体积百分含量。
2. 矿物的含量及作用分类 ❖主要矿物：指在岩石中含量多，并在确定岩石大类名称 上起主要作用的矿物。 ❖次要矿物：指在岩石中含量少于主要矿物的矿物。 ❖副矿物：指在岩石中含量很少，在一般岩石分类命名中 不起作用的矿物。
3、矿物的成因分类 （1）原生矿物：在岩浆结晶过程中所形成的矿物，如橄榄石、 辉石、角闪石、云母、长石、石英等。也包括部分岩浆作用晚 期析出的富含挥发份的矿物，如电气石、萤石等。 （2）他生矿物：一般在正常的岩浆岩中不出现，多半是由于 岩浆同化了围岩和捕虏体使其成分发生变化而形成的。如钙铁 榴石、硅灰石等。堇青石、红柱石等富铝矿物。
绪论
一、岩石及岩石学
1.岩石 概念：岩石是天然产出的由一种或多种矿物（包括火山玻 璃、生物遗骸、胶体〕组成的、具有一定结构构造的矿物 集合体。 它是组成地壳及地幔的固态部分，是地质作用的 产物。
岩石概念强调： (1) 必须是天然产出的、固态的，例如固结的水 泥、陶瓷、石油等不是岩石。 (2) 有稳定的外形，须具有一定的结构和构造， 例如土壤，不是岩石。 (3) 是矿物的集合体，说明岩石的组成单位是一 种或者多种矿物。 (4) 少数的岩石，由火山岩中的火山玻璃、沉积 岩中的胶体、生物遗骸，也是岩石。
（二）微量元素 总量<1%,或称痕量元素
❖色率-暗色矿物在火成岩中的体积百分含量。
2. 矿物的含量及作用分类 ❖主要矿物：指在岩石中含量多，并在确定岩石大类名称 上起主要作用的矿物。 ❖次要矿物：指在岩石中含量少于主要矿物的矿物。 ❖副矿物：指在岩石中含量很少，在一般岩石分类命名中 不起作用的矿物。
3、矿物的成因分类 （1）原生矿物：在岩浆结晶过程中所形成的矿物，如橄榄石、 辉石、角闪石、云母、长石、石英等。也包括部分岩浆作用晚 期析出的富含挥发份的矿物，如电气石、萤石等。 （2）他生矿物：一般在正常的岩浆岩中不出现，多半是由于 岩浆同化了围岩和捕虏体使其成分发生变化而形成的。如钙铁 榴石、硅灰石等。堇青石、红柱石等富铝矿物。
绪论
一、岩石及岩石学
1.岩石 概念：岩石是天然产出的由一种或多种矿物（包括火山玻 璃、生物遗骸、胶体〕组成的、具有一定结构构造的矿物 集合体。 它是组成地壳及地幔的固态部分，是地质作用的 产物。
岩石概念强调： (1) 必须是天然产出的、固态的，例如固结的水 泥、陶瓷、石油等不是岩石。 (2) 有稳定的外形，须具有一定的结构和构造， 例如土壤，不是岩石。 (3) 是矿物的集合体，说明岩石的组成单位是一 种或者多种矿物。 (4) 少数的岩石，由火山岩中的火山玻璃、沉积 岩中的胶体、生物遗骸，也是岩石。
（二）微量元素 总量<1%,或称痕量元素
火成岩共生组合与成因板块与火成岩分解PPT课件
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1、岛弧火成岩组合
（ 1 ） 拉 斑 系 列 火 山 岩 ： 以 拉 斑 玄 武 岩 为 主 （ 70 ％ ±） ，因分异作用 安山岩（25％±）和英安 岩（5％±），低钾为主。时间上在岛弧形成早期， 空间分布上靠近海沟。
（2）钙碱性系列火山岩：玄武岩（25％）－安山岩 （70％）－ 英安岩－流纹岩（后两者5％），以 中钾为主，部分低钾，少量高钾。形成时间略晚。
岛弧火成岩成因 Island Arc Petrogenesis
• 楔形地幔橄榄岩熔融； • 洋壳熔融； • 洋壳熔融的熔体与楔形 地幔反应形成的辉石岩熔 融；
• 地幔对流导致地幔底辟 体减压熔融，岩浆在地壳 中发生分离结晶和同化混 染，形成岛弧岩浆。
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2、大陆边缘弧火成岩
• 活动陆缘火山岩以中钾和高钾钙碱性系列为主，低钾 系列岩石很少。安山岩和玄武安山岩最多。与岛弧火 山岩相比，酸性火山岩数量显著增多，反应有较多陆 壳物质的参与。K2O含量随着远离海沟向大陆一侧增 加，显示出“成分极性”；
（四）板块内部的火成岩组合
• 洋岛火山岩
• 大陆溢流型玄武岩
• 大陆裂谷区的火成岩组合
• 斜长岩岩体
• 其他的大陆火成岩组合
金伯利岩和钾镁煌斑岩
杂岩体
超镁铁质-镁铁质层状
第20页/共29页
1、洋岛火山岩(Ocean Intraplate Volcanism) • 洋岛和海山 • 通常与热点有关
第21页/共29页
第14页/共29页
Continental Arc Magmatism
岩浆形成模式
活动大陆边缘 剖面示意图 1-俯冲板片的 脱水 2-不均匀地幔 楔的水化和熔 融 3-幔源岩浆的 地壳底侵和结 晶 4-底侵物质的 再次熔融形成 英云闪长质的 熔体
1、岛弧火成岩组合
（ 1 ） 拉 斑 系 列 火 山 岩 ： 以 拉 斑 玄 武 岩 为 主 （ 70 ％ ±） ，因分异作用 安山岩（25％±）和英安 岩（5％±），低钾为主。时间上在岛弧形成早期， 空间分布上靠近海沟。
（2）钙碱性系列火山岩：玄武岩（25％）－安山岩 （70％）－ 英安岩－流纹岩（后两者5％），以 中钾为主，部分低钾，少量高钾。形成时间略晚。
岛弧火成岩成因 Island Arc Petrogenesis
• 楔形地幔橄榄岩熔融； • 洋壳熔融； • 洋壳熔融的熔体与楔形 地幔反应形成的辉石岩熔 融；
• 地幔对流导致地幔底辟 体减压熔融，岩浆在地壳 中发生分离结晶和同化混 染，形成岛弧岩浆。
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2、大陆边缘弧火成岩
• 活动陆缘火山岩以中钾和高钾钙碱性系列为主，低钾 系列岩石很少。安山岩和玄武安山岩最多。与岛弧火 山岩相比，酸性火山岩数量显著增多，反应有较多陆 壳物质的参与。K2O含量随着远离海沟向大陆一侧增 加，显示出“成分极性”；
（四）板块内部的火成岩组合
• 洋岛火山岩
• 大陆溢流型玄武岩
• 大陆裂谷区的火成岩组合
• 斜长岩岩体
• 其他的大陆火成岩组合
金伯利岩和钾镁煌斑岩
杂岩体
超镁铁质-镁铁质层状
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1、洋岛火山岩(Ocean Intraplate Volcanism) • 洋岛和海山 • 通常与热点有关
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Continental Arc Magmatism
岩浆形成模式
活动大陆边缘 剖面示意图 1-俯冲板片的 脱水 2-不均匀地幔 楔的水化和熔 融 3-幔源岩浆的 地壳底侵和结 晶 4-底侵物质的 再次熔融形成 英云闪长质的 熔体
火成岩
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（五）近代火山分布规律
全世界大约有2000座死火山，516座活火山 全世界大约有2000座死火山，516座活火山 2000座死火山 F.M.巴拉德），大体呈带状分布 巴拉德），大体呈带状分布： （据F.M.巴拉德），大体呈带状分布： 自板块构造理论建立以来， 自板块构造理论建立以来，很多学者根据板块 理论建立了全球火山模式： 理论建立了全球火山模式：
2012-3-29 9
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二、 喷出作用（火山作用） 喷出作用（火山作用）
2012-3-29
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（一）火山活动 火山活动情况一般分为： 火山活动情况一般分为： 活火山——现在尚在活动或周期性不断活动 活火山——现在尚在活动或周期性不断活动 的火山； 的火山； 休眠火山——有史以来曾经活动 有史以来曾经活动， 休眠火山——有史以来曾经活动，但长期以 来处于静止状态的火山； 来处于静止状态的火山； 死火山——史前曾经喷发 史前曾经喷发， 死火山——史前曾经喷发，但有史以来未活 动的火山。 动的火山。 火山活动都是地壳运动的一种形式 。
花岗岩
50
四、主要岩浆岩 超基性岩类； 超基性岩类； 基性岩类； 基性岩类； 中性岩类； 中性岩类； 酸性岩类； 酸性岩类； 碱性岩类； 碱性岩类； 火山玻璃岩类。 火山玻璃岩类。
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（一）超基性岩类（橄榄岩—金伯利岩类） 超基性岩类（橄榄岩—金伯利岩类）
橄榄岩
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等粒结构 不等粒结构 似斑状结构 斑状结构
自形结构 半自形结构 他形结构
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二、岩浆岩的结构和构造
常见结构 块状结构 条带状结构 流纹结构 气孔结构 杏仁结构 枕状结构 常见于岩石 各类侵入岩 酸性喷出岩（流纹岩） 酸性喷出岩（流纹岩） 基性喷出岩（玄武岩） 基性喷出岩（玄武岩） 海底基性喷出岩（ 海底基性喷出岩（玄 武岩） 武岩）
论火成岩的形成与构造
论火成岩的形成与构造论文提要地质学是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各圈层间的相互作用和演变历史的知识体系。
在地质学的服务领域，一个重要方面是开发地球资源，其中有关矿产资源和新能源的研究，仍处于最重要的地位。
同时，由于区域成矿研究的需要，将进一步加强区域地质的综合研究，并促进地层学、古生物学、沉积学、构造地质学、地质年代学，以及区域岩浆活动研究、变质地质研究等向新的水平发展。
在现阶段，由于观察、研究条件的限制，主要以岩石圈为研究对象，岩石是天然产出的具一定结构构造的矿物集合体，是构成地壳和上地幔的物质基础。
按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。
在这里我所要探讨的是火成岩。
正文一、火成岩地球上所见到的虽然千姿百态，五彩缤纷，但根据它们自身的特点、形成条件不同，可分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类，其中以火成岩最多，它主要构成了深部地壳和上地幔，约占整个地壳的65%。
通过对火成岩的研究，可探讨地球的形成、演化、地壳运动等一些重要作用。
（一）、岩浆与火成岩岩浆是指地球深部产生的一种炽热的、粘度较大的硅酸盐熔融体。
岩浆可以在上地幔或地壳深处运移，或喷出地表，它的主要成分是硅酸盐，还含有大量的挥发组分及成矿金属。
岩浆温度范围为700-1200℃之间。
火成岩英文名称来源于拉丁文，意为火焰，一般指由地下深处炽热的岩浆（熔融或部分熔融物质）在地下或在地表冷凝形成的岩石。
火成岩和岩浆成分不完全相同，它是失去了大量挥发份的岩浆冷凝物。
火成岩通常分为喷出岩和侵入岩两类。
（二）、矿物成分岩石是有由矿物组成的，矿物成分可以反映岩石的特征和成因。
组成火成岩的矿物，常见的约二十多种，主要由长石、石英、云母、角闪石、辉石和橄榄石等硅酸盐矿物，及少量的磁铁矿、钛铁矿、锆石、磷灰石和榍石等副矿物组成。
这些构成岩石的矿物被称为造岩矿物。
按化学成分的特点和颜色，造岩矿物可分为两类：硅铝矿物SiO2与Al2O3的含量较高，不含铁、镁的铝硅酸盐矿物。
岩石学--4火成岩的结构和构造
3、根据矿物颗粒的相对大小又可划分为:
① 等 粒 结 构： 岩 石 中 同 种主要矿物颗粒大小大 致 相等 ② 不 等 粒 结 构：岩 石 中 同种 主 要 矿 物 颗 粒 大 小不 等 ③ 斑 状 及 似 斑 状 结 构： 岩 石中 所 有 矿 物 颗 粒 可 分 为 大 小 截 然 不 同 的 两 群， 大 的 称为 斑 晶， 小 的 称 为 基 质， 其中 没 有 中 等 大 小 的 颗 粒。 如果 基 质 为 隐 晶 质 或 玻 璃 质,则 称 斑 状 结 构； 如 果 基 质 为显 晶 质， 则 称 似 斑 状 结 构。
等粒结构
不等粒结构
熔蚀结构和暗化边 结构：深部结晶的斑晶 在随岩浆上升过程中， 由于物化条件的改变， 而产生熔蚀，形成浑圆 状、港湾状形态，称熔 蚀结构；而含挥发份的 斑晶在上升过程中常发 生分解，在晶体边缘形 成铁质分解氧化形成的 磁铁矿等不透明矿物细 粒集合体，称暗化边结 构。
暗化边结构
●1. 岩 浆 在 地 壳 深 部， 冷 却 缓 慢， 结 晶 作 用 发 生 在a 区， 晶 体 生 长 速 度 大 于 形 成 结 晶 中 心 的 速 度。 因 此， 围 绕 少 数 结 晶 中 心 晶 体 迅 速 生 长， 形 成 粗 粒 结 构。
●2. 岩 浆 在 地 壳 浅 部， 冷 却 较 快 的 情 况 下， 结 晶 作 用 发 生 在 b 区， 形 成 结 晶 中 心 的 速 度 大 于 晶 体 生 长 速 度， 围 绕 大 量 结 晶 中 心 形 成 大 量 的 细 小 晶 体， 构 成 细 粒 结 构。
4、岩 石 中 矿 物 的 自 形 程度 指组成岩石的矿物的形态 特点。
●自形晶结构：岩石主要由
自形晶组成。 矿物颗粒按自已的结晶习性 发育成被规则的晶面所包围 的自形晶 ●它形晶结构：岩 石主要由 它形晶组成。 矿物颗粒多呈不规则的形态 －它形晶，少有完整规则的 晶面 ●半自形晶结构：岩石主要 由半自形晶组成。 矿物颗粒按结晶习性发育一 部分规则的晶面，其它的晶 面发育不好呈不规则的形态
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②分离熔融：可熔出不同成分的斜长石液相 Remove first melt as forms Melt Xbulk = 0.60 first liquid = g
二、相体系及其对火成岩结构成因的解释
5、二元共结系[透辉石 (CaMgSi2O8)－钙长石 (CaAl2Si2O8) ] （1）相图组成特点：P恒定－常压下（P=105Pa），An熔点＝1553℃，Di熔
一、岩石的粒度与过冷却程度
分析：
2、过冷却程度较大时(△T ＝40～90℃)：成核速率大，出现大量结 晶中心，但生长速率降低，生成较细粒－隐晶质的晶体。代表地壳 浅部、近地表或地壳深部在岩浆房边缘与围岩接触，冷却较快的环 境下结晶的岩石。
一、岩石的粒度与过冷却程度
分析：
3、过冷却程度较强（ △T >90℃）时：成核速率很低，生长速率也 很低，生成过冷却的液体－－玻璃质或半的岩石。
X：含50％晶体的深处岩浆；S：固相线； L：液相线
断线及箭头：表示岩浆由深处响低压的地表上侵方向
原始岩浆成分点x： 在PH2O＝0.5Gpa时， 位于石英结晶区 石 英先结晶成斑晶； 在PH2O＝0.3Gpa时， 位于长石结晶区 早 晶出的石英斑晶不稳 定发生熔融，形成熔 蚀结构。 解释流纹质岩浆由深 部上升至地表，因压 力变化，石英斑晶熔 蚀现象。
②分离熔融：熔融产生的熔体立即与剩余固相分离，而不发生反应，完全分
离熔融不是完全分离结晶的逆过程。熔融作用是分阶段的（详述如图） 。
g
f
注意: 1、平衡熔融与平衡结晶过程恰好相反，最终获得的熔体成分与原 始固相成分一致； 2、不论平衡熔融还是分离熔融，也不论Di 和 An以任何比例混合 组成的固相，其最初形成的熔体必然是共结成分（d点）； 3、分离熔融最初的熔体成分是共结点成分，但当其中的一个固相 消失后，最终熔融产生的熔体成分是相当于Di或An的成分。
它表示了平衡体系中自由度（ f ）、相数（ P ）和独立组分数
（C）之间的关系。
f=C+2-p
相律（The Phase Rule）
f = C + 2 -p f =自由度是指体系中的可变因素，如温度、压力或浓度
的数目，这些因素在一定范围内任意改变，不引起相 的改变。例如：H2O
p
= 相数（phases are mechanically separable constituents）
第六章 火成岩结构成因分析
二、相体系及其对火成岩结构成因的解释
• • • • •
热动力学概述 相平衡和相律 一元系－SiO2体系 二元固溶体系 二元共结系
1、热动力学概述
（1）体系与环境：用热力学方法研究某一课题时，首先要确定研 究的对象和范围，为此，人为地将所研究的某一部分物体同周围 物质分割开来，作为研究的对象，即称为“体系”或“系统”； 而体系以外周围邻近的有限部分物质称为环境。也就是说体系是 以研究为目的而从整体中孤立出来的任何一部分，如岩浆房。体 系可进一步分成封闭体系（体系与环境之间没有物质交换，可有 能量传递）和开放体系（体系与环境之间既有物质交换，又有能 量传递） 。
不稳定的
• 稳定态: 在最低能量状态 下静止 • 亚稳定态: 在低能量状态 下停止
亚稳定的
可能的能量 障碍物
稳定的
2、相平衡和相律
（1）相：是体系中物理性质、化学性质和组成都均匀的部分，
并可用机械方法将其同其它部分分开的任何部分。如一个岩 浆体系中的固相、液相和气相。 （2）相图：是相平衡图解，是表达相律的几何形式，即是以图 解的形式描述体系内组分、相和自由度在不同条件下的共生 关系和变化反应的特点。通常采用 P、 T和浓度来描述体系的 条件，有T-X图、P-X图、P-T图，等等 （3）相律：是表示物理化学系统中各相间平衡关系的基本规律，
（3）斜长石先结晶－辉绿结构、间粒结构的成因
在 1274℃时， P= 3 , f = 2 - 3 + 1 = 0 不变点
– 此时，(P) T 和所有相的成分是固定的 – 必须保持在 1274 ℃ ，直到一个相消失
（4）辉石先结晶－共结点的左侧x点的结晶过 程与右边a点的情况类似 （Left of the eutectic get a similar situation）
点＝1391℃；AE、BE为液相线，分别是 Di和An与液相的单变平衡线（f=1）， 即温度降至该曲线上时， Di或An开始结晶。
AE线 Di+L BE线 An+L E － 共 结 点 ， Di 和 An 在此点共同 结晶，共结温度 为 1270℃ ， 此 时 P=3 ， f=0 ， 为 三 项不变点。
C =独立组分数是指能足以构成平衡体系中各相所需要的
2 最少组分的数目。按照独立组分数目的多少将体系划 分成“一元系”、 “二元系”、 “三元系”等。 = 指影响体系平衡的外界可变因素，如环境的温度、 压力。 （Usually = temperature and pressure for us geologists）
三、矿物的结晶与斑晶熔蚀结构的成因 1、斑晶熔蚀结构的形成
斑状结构岩石中的斑晶常受到熔蚀，如石英斑岩和流 纹岩中的透长石和石英斑晶。原因是：这些矿物的熔点随 静压力降低而降低，地下深处岩浆携带高温的石英、透长 石上升至浅部或喷出地表时，它们就不稳定，被熔化成液 相或部分被熔化形成港湾状和浑圆状。
熔 蚀 结 构
（2）平衡：就是以其最低能量状态同外界条件相一致的体系，也 就是说平衡是研究体系内处于最小能量条件的状态，它没有自发 地发生变化的趋势。 体系内是否稳定，或者说体系内是否平衡，均与体系内的能 量（变化）有关。一个自然体系总是趋于能量最低状态。
能量状态 （ Energy States ）
• 不稳定态: 落下或 滚落
D
ef
f
solidus
注意以下几点： 熔体结晶的温度范围：135℃（1475-1340℃ ） 熔体成分的变化从 b 到 g 固体成分的变化从c 到 h
最终形成的斜长石是i XplAn = 0.60
斜长石的环带结构
②分离结晶（Fractional crystallization）:
特点：结晶出的晶体与残余的
（A）干体系：上升途中已晶出的晶体全部熔融；上升快时出现残余的熔蚀晶体 －－熔蚀结构
（B）水不饱和体系：上升时一度全熔，不见晶体，但在上升至地表时，又结晶 出新的晶体；
（C）水过饱和体系：上升途中，晶体不断晶出，未到地表之前已全部结晶，固 结成岩。
不同体系岩浆结晶过程（D W Hyndman，1985）
岩浆发生分离，任一温度时， 由于晶体的移出，使结晶矿物
的成分等于熔体成分。理论上
讲，最后一滴熔体成分应为 1118℃点，即结晶出Ab。但实 际上自然界当中是不存在这样 情况的，最终结晶结束的点接 近1118℃点。主要是因为所结 晶出的斜长石不能理想化的立
刻与熔浆分离，会存在一定的
反应关系后再分离。
4、水压对相图的影响
B A
E
透辉石－钙长石二元共结系相图
等压（P=105pa ）T-X 相图 （After Bowen , 1915）
（2）共结点结晶－ －辉长结构的成因
辉 长 结 构
x
透辉石－钙长石二元共结系相图
（3）斜长石先结晶－辉绿结 构、间粒结构的成因
辉绿结构 间粒结构
（3）斜长石先结晶－辉绿结构、间粒结构的成因
x
注意: 在任何二元共结系统中，最终结晶的熔体都是共 结成分。
x
两种结晶情况的岩石结构特点
（5）压力对Di-An体系的影响：
a
a点：在不同 压力下，首先 结晶的矿物不 同－－解释辉 长岩中斜长石 和辉石谁先结 晶的问题，在 地壳浅部或地 表形成辉绿结 构。
b
c
（6）熔融作用：岩石在升温遭受熔融时，分为： ①平衡熔融：熔融产生的熔体与剩余晶体发生连续的反应，是平衡结晶的逆 过程（详述如图）
③水压变化对 相图的影响
4、水压对相图的影响
③水压变化对 相图的影响 －－斜长石反 环带结构和韵 律环带结构的 成因
水压变化时斜长石环带的形成
③水压变化对 相图的影响 －－斜长石反 环带结构和韵 律环带结构的 成因
（3）熔融过程
①平衡熔融过程：平衡部分熔融的情况是平衡结晶过
程的反过程
升温最初的熔体成分 是g (在 An20 and 1340oC) 继续升温：熔体和斜长 石的成分连续变化 最终熔融的斜长石的成 分是 c (An87) at 1475oC， 而熔体成分是b
液相
4、二元固溶体体系（An－Ab）
Plagioclase (Ab-An, NaAlSi3O8 - CaAl2Si2O8)
斜长石环带结构－－成因解释
（1）相图组成特点
常压下（P=105Pa），An熔 点 ＝ 1553℃ ， Ab 熔 点 ＝ 1118℃，二者以任意比例混 合组成中间成分的斜长石。 液相线是熔浆开始结晶或固 相全熔的曲线，固相线是固 相开始熔融或熔浆全部结晶 的曲线。曲线上的 f=1 ，为 单变平衡线。二曲线之间是 固相与液相平衡共存的区域。
第七章 火成岩结构成因分析
一、岩石的粒度与过冷却程度
岩浆在冷却到所含矿物的结晶温度时并不结晶，而是在 过冷却的条件下，即是在低于其结晶温度的条件下结晶的。
过冷却温度：△T =TA - TB
TA －液相转变为固相的理论温度 TB－晶体析出时岩浆所处的实际温度
岩石粒度的粗细，主要与岩浆的过冷却程度、晶体生长
熔体
斜长石
（2）成分a的结晶过程
平衡结晶和分离结晶 ①平衡结晶过程
b点：熔体开始结晶斜长石 An = 0.87 (point c) f= 1 此时，相数p=2 c=2 温度-1
d点： 在 1450℃, 熔体 d 和 斜长石 f 平衡共存熔体和固 体的比例按杠杆原理确定。 g点：在 1340℃, 熔体 g 全 部结晶，最后形成的固体为 h，其成分与原始液相a一致