安山岩类—粗面岩类有哪些

安山岩类—粗面岩类有哪些,第1张

一、分类

安山岩(andesite)类和粗面岩(trachyte)类在QAPF分类图(图4-1)中,位于QAP三角图的Q′=20~0的范围,包括安山岩、粗安岩和粗面岩三个类型,属SiO2饱和或弱过饱和的岩石。它们之间的主要区别是根据斜长石比率(P′),P′>65为安山岩亚类,而P′=65~35为粗安岩亚类,P′<35为粗面岩亚类。在粗面岩亚类中,Q′<5且P′<10的为碱长粗面岩,P′=10~35的称粗面岩(狭义)。若Q′=5~20,可分别称为石英碱长粗面岩和石英粗面岩。在粗安岩类中同样以Q′含量可分为粗安岩和石英粗安岩等。这三个亚类又根据矿物成分(两种以上者按少前多后的原则)、结构构造、蚀变等,进一步命名。详见主要岩石类型描述中岩石种属的命名举例。

若无法测定实际矿物含量时,只能用TAS图解分类。TAS分类图解中,根据SiO2质量分数和碱质量分数可划分为安山岩(O1,O2区)、粗安岩(S2,S3区)、粗面岩(T区)三个类型。安山岩类里又可划分出玄武安山岩(O1区),粗安岩类里划分出玄武粗安岩(S2区),此二类是与玄武岩的过渡类型。安山岩与粗安岩的界限在于坐标点52,5与63,7连线。

二、一般特征1化学成分

安山岩类和粗面岩类的化学成分相当于对应的闪长岩和正长岩,其SiO2质量分数为52%~63%(粗面岩一般略高,60%左右),属中性熔岩。(Na2O+K2O)质量分数安山岩类为5%~6%,而粗面岩略高约为9%。二者的颜色均较玄武岩类浅,色率为35%~65%,属中色岩,以灰色、灰绿色、紫褐色等为主。

2矿物成分

主要矿物有斜长石、碱性长石、石英、角闪石和黑云母等,次要矿物有辉石和橄榄石等。其中长石和石英常具高温低压相特点,但随时代变老而逐渐向低温相转变。角闪石和黑云母等含水矿物多具暗化现象;斑晶矿物往往被熔蚀或呈碎裂状。常见副矿物有榍石、锆石、磷灰石和磁铁矿等。

斜长石 为安山岩、粗安岩的主要组分(其含量在45%~80%之间),在粗面岩中较少。斑晶斜长石呈板条状,常见正环带或韵律环带结构和熔蚀麻点结构。安山岩中斑晶多为拉长石和中长石,其环带核部可出现倍长石;粗安岩中的斑晶多为中长石,其环带核部可为拉长石;粗面岩中斑晶多为更长石。基质斜长石以更-中长石为主,且常同斑晶斜长石环带的边缘成分相一致。

碱性长石 为粗面岩类的主要成分,不仅呈斑晶,也在基质中大量出现,主要为透长石和正长石;在富钠的粗面岩中出现钠长石和歪长石等。在安山岩中很少呈斑晶,有时在斜长石微晶间呈充填状。在粗安岩中有时呈斜长石斑晶环边(正边结构),但是其多数在基质中以充填状分布。碱性长石斑晶中有时可见暗色矿物、副矿物和玻璃质的包体。

石英 在SiO2饱和的中性岩中主要在基质中可见。

辉石 为安山岩、粗面岩的主要暗色矿物,斜方辉石多为紫苏辉石,单斜辉石多为普通辉石、透辉石和易变辉石;紫苏辉石主要呈斑晶,几乎不见于基质中,单斜辉石则在斑晶和基质中均有分布。在富钠的粗面岩中,出现霓石和霓辉石等碱性辉石。辉石常见反环带结构,如碱性辉石的外带比内带富钠(或铁),透辉石环带的外带比内带富钙,紫苏辉石和普通辉石的外带比内带富镁等。

角闪石 多呈斑晶出现,在安山岩中主要为褐色普通角闪石或玄武闪石。在粗面岩和粗安岩中,可出现绿色普通角闪石。在富钠的粗面岩中多为钠闪石、钠铁闪石或红钠闪石等碱性角闪石,它们在斑晶和基质中均可出现。角闪石斑晶中多色性显著,为长柱状自形晶,但因受熔蚀而呈不规则状,且其边部发生氧化、脱水而分解形成暗化边,甚至全部暗化(照片4-70,73,101,102)。基质中一般不出现原生角闪石,若有则被认为不是喷出的而是次火山岩。

黑云母 粗面岩类中的主要暗色矿物之一,在安山岩和粗安岩中则比辉石或角闪石少;常同角闪石共生,多呈斑晶出现,很少见于基质中;一般为褐色的多色性,可见六边形横切面,常具熔蚀和暗化现象。

橄榄石 在较基性的玄武安山岩和玄武粗安岩中呈斑晶和基质,且其含量较少。

3结构构造

常见斑状结构,基质结构类型繁多,主要有交织结构、玻晶交织结构、粗面结构、间碱结构、显微嵌晶结构、显微文象结构、隐晶质结构(照片4-105)和霏细结构等,有时见球粒结构(照片4-78)或隐球粒结构(照片4-79)。此外,岩石中还可见线斑结构(linophyric texture,照片4-80)、聚斑(或联斑)结构(照片4-97,98,111)、巨斑结构(照片4-81)和玻基斑状结构(照片4-82,83)等。线斑结构的斑晶呈定向排列,其方向与基质一致。玻基斑状结构的基质一般由均匀的火山玻璃组成(其中可含少量矿物微晶),有时还见火山玻璃具玻粒结构。岩石中的斑晶常见暗化边结构、正边结构、熔蚀结构、熔蚀反应边结构(照片4-87,88)及斑边文象交生结构(照片4-110)等。

交织结构(pilotaxitic texture)和玻晶交织结构(hyalopilitic texture)为安山岩中常见的结构,在与玄武岩过渡的玄武安山岩中也较常见。其特点是斜长石微晶呈定向、半定向或交织状排列,其中有少量辉石、橄榄石(向玄武岩过渡)、磁铁矿等微晶分散分布,构成交织结构(照片4-70~72,92,94,97,99,112)。如果斜长石间出现较多的玻璃质或隐晶质时,则称为玻晶交织结构(照片4-73~75,80,81,85,89,93,95,96,98,101,103,104,107,110,111)又名安山结构(andesitic texture)。

粗面结构(trachytic texture),由细条状钾长石微晶略呈平行排列,几乎不含玻璃质,为粗面岩的典型结构(照片4-76,77,87,113~115)。

正边结构(orthorim texture)是指斜长石斑晶周边具碱性长石环边的现象(照片4-85,86,111)。间碱结构(interalkali texture),为斜长石微晶间充填有他形碱性长石微晶集合体的现象(照片4-108)。常见于粗面岩和粗安岩中。

显微嵌晶结构(micropoikilitic texture)微晶状长石被石英颗粒包含或被嵌在石英之中。

玻粒结构(glassy granular texture)由于快速冷却均匀收缩而产生许多微裂隙,将玻璃分割成圆滑的多角形(有时近于等轴状)或不规则状的小颗粒,每个小颗粒间见不到成分上的差异。在南海海底曾见有这种结构,且在褐色角闪石斑晶周围被这种小颗粒明显环绕(照片4-84)。

常见构造有气孔构造(照片4-89,90,107,118)、杏仁构造(照片4-79,91~96),有时还见珍珠构造(照片4-82)。

4蚀变特征

常见有钠长石化、钠黝帘石化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化等。暗色矿物多蚀变为绿泥石、绿帘石和碳酸盐,斜长石多变为钠长石、黝帘石(或绿帘石)和绢云母,碱性长石蚀变为高岭土和绢云母等。其中安山岩常发生青磐岩化作用,变成绿色—绿灰色致密块状岩石,辉石和角闪石变为纤闪石、绿泥石、绿帘石和方解石等,斜长石发生钠长石化、绢云母化、黝帘石化和碳酸盐化,而其基质多变为钠长石、石英、绿泥石、绿帘石和方解石的微粒集合体。因青磐岩化与金、银、铜、铅、锌和钼矿化有关而备受重视。

三、主要岩石类型(一)安山岩类

安山岩是钙碱性系列的中性熔岩的典型代表,矿物成分中斜长石占优势(约占45~85)为其特征。根据其色率划分为暗色安山岩(M′>40或M′>35)和安山岩(狭义)(M′<40或M′<35)。在TAS图解中,以SiO2质量分数可划分为玄武安山岩(w(SiO2)=52%~57%)和安山岩(w(SiO2)=57%~63%)。

1安山岩(andesite)

相当于闪长岩成分的火山熔岩,新鲜面深灰—褐灰色,风化面灰绿—紫红色,主要为斑状结构(有时见巨斑),基质为交织结构或玻晶交织结构。斑晶主要为中-拉长石和辉石(多为普通辉石、透辉石)、角闪石(普通角闪石、玄武闪石)或黑云母等。斜长石斑晶常具环带结构,其边部与基质斜长石(多为更-中长石)成分相近。有时少量碱性长石和石英呈微晶状充填于基质的斜长石晶粒间,构成霏细-交织结构。少数情况下,岩石无斑晶,由微-细粒斜长石、角闪石、辉石组成,多具交织结构(照片4-72)和玻晶交织结构(照片4-73)。安山岩进一步命名时,常见的有辉石安山岩(照片4-74,75,89,97~101,104)、角闪安山岩(照片4-70,73,84,102,103)、黑云母安山岩(照片4-79~81,105,106)、玻基安山岩(Sakalavite,照片4-82)、气孔安山岩(照片4-89)、杏仁安山岩(照片4-71,79,95,96,107)和蚀变安山岩(照片4-92)等。

2玄武安山岩(basalt andesite)

为安山岩和玄武岩之间过渡类岩石,QAPF分类图解中的暗色安山岩多属于这类岩石。灰黑—灰绿色,斑状结构,基质为间粒结构、交织结构或玻晶交织结构,有时为细粒—隐晶质结构或玻璃质结构。斑晶多为基性斜长石和普通辉石或紫苏辉石,少量角闪石,偶见橄榄石或(和)黑云母。基质为更-中长石、辉石和橄榄石等。岩石中常见的构造是气孔、杏仁构造(照片4-91,93)。

3低铝安山岩(icelandite)

取名于冰岛而称冰岛岩,又名铁安山岩。是大洋岛屿中出现的中性熔岩,斑状结构,斑晶为中长石和辉石(普通辉石为主,有时为易变辉石),偶见橄榄石,基质矿物同斑晶矿物,同时还常见骸晶状磁铁矿晶体。其化学成分特点是w(Al2O3)偏低(14%左右)而富铁(∑FeO》MgO)。

4玻古安山岩(boninite)

为中基性的高镁岩石,玻基斑状结构,斑晶为古铜辉石、异剥辉石和橄榄石等,基质为大量雏晶和玻璃质(60%以上)。长石无或很少,故矿物成分上它不属于中性熔岩。化学成分特点是高镁(w(MgO)>8%)低钛和硅饱和(w(SiO2)>53%、w(TiO2)<05%)。低铝安山岩和本类岩石一般不能只根据矿物成分定名,需做化学分析。

(二)粗安岩类

关于“粗安岩”和“安粗岩”二词,目前在国内使用较混乱。IUGS分类的QAPF图中称安粗岩(latite);在TAS图中为粗安岩(trachyandesite)。“地球科学大词典”(2006)对二者的解释为:安粗岩“是相当于二长岩的火山岩”而粗安岩(或粗面安山岩)“是粗面岩与安山岩之间的一种火山岩”,并指出我国许多学者将它们作为同义词。在我国岩石学一些教科书中如邱家骧(1985)、路凤香(2001)编撰的有关教材称为“粗安岩”,在孙鼐等(1985)编撰的有关教材称为“粗面安山岩”。鉴于以上情况,本书在文字描述中将统一用“粗安岩”(粗面安山岩)一词,文中采用的分类图为了避免混乱,也统一为“粗安岩”。

该类岩石为成分相当于二长岩的熔岩,是介于安山岩同粗面岩、玄武岩同粗面岩之间的过渡类岩石。主要矿物组合为斜长石和碱性长石,且其含量相近(P′=35~65),次要矿物有暗色矿物(一种或几种)和石英。根据石英含量可分为两个主要类型:粗安岩和石英粗安岩。在TAS图解分类中根据SiO2和碱的质量分数可分为玄武粗安岩(basaltic trachyandesite)和粗安岩,再根据Na2O与K2O质量分数(图4-2下图)进一步划分为钠质的橄榄粗安岩和歪长粗安岩、钾质的橄榄玄武粗安岩和粗安岩(狭义)。

1粗安岩(trachyandesite)

多呈深灰色,风化后颜色变浅成红褐色。碱性长石和斜长石含量近相等。通常为斑状结构,基质为粗面结构、交织结构和玻晶交织结构等;斑晶成分为中长石(或拉长石),常见熔蚀现象和熔蚀麻点结构。透长石或正长石为基质中的主要成分,很少呈斑晶,在斑晶中常环绕斜长石成正边结构(照片4-85,86)。此外,斑晶可见少量辉石、具暗化边结构的角闪石、黑云母,在向碱性系列过渡时,可见少量霓辉石、霓石或钛辉石(照片4-117)。基质中除碱性长石外,还见更长石、单斜辉石和磁铁矿等,有时出现玻璃质(照片4-109)。他形碱性长石微晶集合体常充填于斜长石微晶间构成特有的间碱结构(照片4-108)。粗安岩与安山岩、粗面岩的区别在于前者同时出现两种长石且二者含量近相等,虽然碱性长石多数不呈独立斑晶出现,但它一般以三种形式之一产出:①作为斜长石斑晶的外壳构成正边结构;②在基质中作为填隙物充填于斜长石微晶间构成间碱结构;③在基质中环绕于斜长石微晶周围,构成碱边交织结构。镜下鉴定中若斑晶为斜长石且无正边结构时,要特别注意基质中是否出现大量碱性长石,出现者为粗安岩,否则一般为安山岩。根据上述进一步命名原则,常见的有角闪粗安岩(照片4-88)、黑云母粗安岩、辉石粗安岩(照片4-108)和霓辉粗安岩(照片4-110~112)等。

2石英粗安岩(coloradoite)

为粗面岩向流纹岩过渡的岩石。斜长石和碱性长石含量近相等,斜长石成分为更-中长石,是斑晶的主要成分,碱性长石主要出现于基质中或环绕斜长石构成正边结构。与粗安岩的区别是基质中含有较多的石英,一般含量为5%~20%,它们或以填隙物形式充填于长石粒间;或包裹细小长石微晶构成显微嵌晶结构。有时基质中长石、石英极细小,构成隐晶质结构。

3橄榄粗安岩(mugearite)

为玄武粗安岩的钠质变种,常见流动构造,斑状结构。斑晶成分为普通辉石和橄榄石及少量磁铁矿,基质成分为更长石、普通辉石和填隙状的碱性长石及磁铁矿等。

4钠粗安岩(doreite)

该岩石特征的是其矿物中K2O≈Na2O,含有较多的紫苏辉石,其他矿物成分和结构特点,基本同粗安岩。相当于纹长二长岩的火山岩。

5橄榄玄粗岩(shoshonite)

取名于美国黄石公园shoshone河,为玄武粗安岩的钾质变种,矿物成分为拉长石、透长石、普通辉石、橄榄石,副矿物为磷灰石和金属矿物;斑状结构,斑晶为普通辉石(或紫苏辉石)和橄榄石,偶见金云母和角闪石斑晶,基质由具透长石边的拉长石和橄榄石、辉石少量暗色玻璃质等组成,常见粗面结构,有时出现少量方沸石和白榴石等。随橄榄石的增多可过渡为橄榄粗面玄武岩。

(三)粗面岩类

粗面岩是成分相当于正长岩的中性熔岩,它以出现大量(>60%)碱性长石为鉴别特点,在QAP图解分类中,以P′=10为界,分为碱长粗面岩和粗面岩(图4-1,Q′=0-5),再根据石英含量(Q′=5-20)分为石英碱长粗面岩和石英粗面岩。在TAS分类图4-2的T区,根据CIPW计算出的标准矿物Q含量划分为粗面岩(Q<20%)和粗面英安岩(Q>20%),根据Al2O3和TFeO质量分数(图4-5),还可分为碱流质粗面岩和钠闪碱流质粗面岩。

1粗面岩(trachyte)

多呈暗灰色,风化面褐灰-褐红色,斑状结构或玻基斑状结构。斑晶成分有透长石、正长石、钠长石或歪长石、斜长石和少量辉石及暗化的角闪石或黑云母,基质以微晶透长石为主,常构成粗面结构(照片4-76,77,87,114,116)或玻璃质结构(照片4-118)、球粒结构(照片4-78)等。暗色矿物常以普通角闪石和(或)黑云母为主,辉石(普通辉石或透辉石)次之,偶见紫苏辉石。有时出现碱性辉石或碱性角闪石等,且与钠质长石共生。有时岩石中不见斑晶,主要由碱性长石微-细粒晶体构成粗面结构(照片4-76)。粗面岩进一步命名,可见歪长粗面岩(照片4-113)、角闪粗面岩,霓辉粗面岩(照片4-115)、玻基粗面岩(vitrotrachyte照片4-83,90)、气孔粗面岩等。

2石英粗面岩(quartz trachyte)

为粗面岩的富硅变种,特点是出现少量石英,多见于基质中呈显微嵌晶结构或显微文象结构。

3橄辉粗面岩(ciminite)

粗面岩的偏碱性变种,其矿物组成(据Washington)为碱性长石(51%)、单斜辉石(23%)、斜长石(13%)、橄榄石(11%)、磷灰石和金属矿物(2%)。斑晶为透长石、普通辉石,具正边结构的拉长石和少量橄榄石,基质为粗面结构,由正长石、拉长石、普通辉石、橄榄石和磁铁矿微晶所组成。辉橄粗面岩(arsoite)为含似长石粗面岩的变种,与橄辉粗面岩同义,其矿物成分相似,斑晶成分有透长石、透辉石、中长石及橄榄石,基质为透长石、更长石、透辉石和少量白榴石。

4角斑岩(keratophyre)

因基质致密角岩状而得名,为海底喷发的富钠质的粗面岩,呈浅绿—浅褐色,斑状结构,有时见自碎斑结构(见第91页有关结构描述)。斑晶主要为钠长石,其次为歪长石、微纹长石,偶见正长石。暗色矿物斑晶很少,主要为黑云母,有时为辉石和角闪石,它们多数已蚀变为绿泥石、方解石及褐铁矿集合体。基质为钠长石或钠-更长石及正长石、绿泥石和沸石等,构成粗面结构、交织结构(照片4-119)、霏细结构或隐晶质结构,有时为凝灰结构。若斑晶和基质中钾长石含量明显增多,可称为钾质角斑岩。角斑岩虽富钠但不出现碱性暗色矿物和似长石为其特点。角斑岩总是同细碧岩、石英角斑岩共生构成岛弧构造带特有的岩石组合。

不同种类中性岩的成因模式及产出造背景存在一定的差异。这里仅简要介绍安山岩的成因及其构造环境。

大量资料表明,安山岩成分变化较大,通常不能用单一的成因过程来解释其形成机制。例如,低MgO和高MgO安山岩就可能分别代表了派生岩浆和地幔原生岩浆的产物。

许多学者用玄武质岩浆结晶分异作用来解释安山岩的形成过程。这一模式早在20世纪20年代末就由鲍文提出。玄武质岩浆通过橄榄石、辉石、角闪石、磁铁矿及斜长石等矿物的分异结晶,熔体成分就会向安山质岩浆演化。这一模式得到了野外、矿物学及地球化学等证据的有力支持。例如,野外常见安山岩与玄武岩共生,二者具有相似的微量元素及同位素比值等。

然而,单一的分异结晶过程很难解释安山岩的某些成分变化特点,故而提出了玄武质岩浆的结晶分异及同化作用相结合的模式(AFC模式):即在玄武质岩浆结晶分异的过程中,存在岩浆对围岩的同化作用。这种情况,安山岩与玄武岩的微量元素及同位素比值也存在一定的差异。此外,在野外有时还可以观察到围岩的捕虏体,也表明了同化作用的存在。

上述两种模式产生的安山岩均是由派生岩浆形成的。一些学者认为,地幔岩石熔融也可以直接形成安山岩浆。这就要求对应的安山岩具有原生岩浆的地球化学特征,如高的MgO 、Cr及Ni含量,高镁安山岩就具有这样的地球化学属性。同位素的研究也表明,一些高镁安山岩的同位素组成,如Sr、Nd同位素等,与地幔同位素组成一致。此外,实验岩石学也表明,地幔岩石在含水条件下可以形成高镁的安山质熔体。

据研究,玄武质岩浆与流纹质岩浆通过岩浆混合作用也可以形成安山岩,这一模式得到了多种证据的支持(详见第九章)。例如,在野外,经常可以见到许多暗色微粒包体,在显微镜下可以看到矿物不平衡结构,如斜长石发育成分环带并可见熔蚀核。在地球化学上,包括全岩主量、微量及Sr-Nd等同位素,均存在两端元之间的直线变异图解。近年来锆石的Hf-O同位素研究,也为岩浆混合作用提供了有力的证据。

与玄武岩一样,安山岩也可出现在不同的构造环境中,除前述的俯冲带环境外,也有部分安山岩分布在大陆内部(如大陆裂谷)(Robyn,1979)及洋中脊(Byerly,1976;Byerset al,1983)等环境,但总的来说,俯冲带仍是形成安山岩最重要的场所。

有关俯冲带安山岩的产生,讨论甚多,这里简要介绍多数人接受的模式。大洋壳主要是由拉斑玄武岩和等化学的侵入岩(辉长岩和辉绿岩)组成的,这些岩石和上覆的沉积物在进入到俯冲带之前是直接与海水接触的,因而大都遭受过海水的蚀变作用,形成含水的岩石(其中水可以呈非结构水存在于裂隙或孔隙中,也以结构水的形式存在于绿泥石、角闪石和蛇纹石等蚀变矿物中)。洋壳在消减过程中,冷的大洋板块将随消减深度的增加而增温并发生变质和脱水作用。当俯冲深度不大时,俯冲洋壳上部的沉积岩和火山岩将发生脱碳酸和脱水反应,产生CO2、H2O和CH4等流体,并上升进入上覆楔形地幔。在80~120km的深度,消减板块下部的蛇纹石和角闪石脱水,产生的流体上升进入上部的榴辉岩区或地幔楔形区。受流体影响的榴辉岩和地幔橄榄岩将发生两种变化,其一是流体携带的元素使其物质成分发生变化,如地幔楔中的橄榄岩可因流体交代转变成辉石岩,其二是流体的加入导致熔融温度降低,岩石密度降低,并进一步诱发部分熔融。无论是变质的洋壳物质和还是受流体交代的地幔楔物质,在部分熔融过程中都可产生安山质岩浆。

一、侵入岩的认识

侵入岩以闪长岩为代表,常为灰、灰白、浅绿或肉红色,全晶质中粒粒状结构及似斑状结构,块状构造,也可有条带状构造。

(一)矿物成分

(1)主要矿物为斜长石、角闪石、单斜辉石,次要矿物为黑云母、石英、钾长石等。

——斜长石:一般为中长石,部分为更长石,厚板状,环带结构(尤其正环带)发育,在斑状结构的浅成岩中,斑晶的斜长石号码高于基质的,差值可达30号左右;双晶较发育,且常见绢云母化及钠黝帘化。

——普通角闪石:多为绿色,褐色少见,半自形长柱状晶体,次生蚀变为绿泥石、纤闪石,同时析出磁铁矿、榍石。

——辉石:多为淡绿、绿色透辉石或普通辉石。可有角闪石的反应边或角闪石交代。在偏基性的闪长岩中还可有紫苏辉石。

——黑云母:以褐色及棕红为主,绿色者少。可与角闪石形成集合体存在,其含量往往随石英量增多而增加。次生变化成绿泥石、水黑云母、蛭石等。多色性显著。

——钾长石:主要是正长石,多以充填物分布于其他矿物颗粒间隙中。

——石英:一般<20%,呈他形粒状充填于其他矿物颗粒间隙中。

(2)副矿物:副矿物为磷灰石、磁铁矿、钛铁矿和榍石。大多为自形细小晶体的集合体。

(二)结构构造

常见半自形粒状结构,通常暗色矿物自形程度较好;有时见斑状结构或似斑状结构,斑晶为斜长石和角闪石,基质为细-微粒结构。

构造以块状构造为主,有时呈条带状构造、斑杂状构造等。

(三)种属划分及主要种属描述

闪长岩可按石英的有无和量比划分为闪长岩(石英<5%)和石英闪长岩(石英5%~20%)两种;也可根据铁镁矿物的种类划分,如辉石闪长岩、黑云母闪长岩等。

(1)闪长岩:由普通角闪石和中长石组成,可含少量辉石、黑云母、正长石和石英(<5%);暗色矿物含量约1/3。若暗色矿物含量>40%,颜色较深的可称暗色闪长岩;暗色矿物含量<20%的称浅色闪长岩。自形-半自形粒状结构为主,有时具似斑状结构,斑晶为角闪石、斜长石。

(2)石英闪长岩:石英含量为5%~20%,暗色矿物含量为15%左右,为透辉石及角闪石,斜长石为中长石、石英、钾长石,呈他形,半自形粒状结构(图1-7-1)。

(3)辉长闪长岩:为闪长岩向辉长岩的过渡种属,由中基性斜长石和辉石、角闪石组成,等粒结构。

图1-7-1 石英闪长岩

(单偏光,d=48mm)

由角闪石和具环带结构的中长石以及少量的他形石英粒组成,为典型的半自形粒状结构

(4)浅成岩石:闪长岩类的浅成岩分布比较广泛,常见的有微晶闪长岩及闪长玢岩,成分与闪长岩的相似。微晶闪长岩的结构为细-微粒结构,而闪长玢岩则具斑状结构。

(四)次生变化

闪长岩在一定条件下易发生蚀变,其中铁镁矿物往往发生绿泥石化、绿帘石化、阳起石化,斜长石则发生钠长石化、碳酸盐化、绢云母化和高岭土化等蚀变。

(五)分布、产状及相关矿产

闪长岩类很少形成独立的岩体,多与辉长岩或花岗岩体共生,可在其边部形成边缘相或在其附近形成小的岩枝、岩瘤、岩脉等。

此类岩石分布较少,与本类岩石有关的矿产为:矽卡岩型铁、铜矿床,主要分布在闪长岩和碳酸盐岩的接触带上。如湖北大冶铁矿、安徽铜官山的铜、铁矿床等。同时其本身就是很好的建筑材料。

二、喷出岩的认识

喷出岩以安山岩为代表,常呈紫红色、灰绿色、浅褐色,斑状结构,块状构造、气孔构造和杏仁构造。

(一)矿物成分

安山岩的矿物成分与闪长岩的基本相同,但也有其特点。

(1)斜长石:呈斑晶或微晶产出,具环带结构,常发生熔蚀或碎裂(图1-7-2)。

图1-7-2 斜长石受熔蚀后又发生碎裂

(2)碱性长石:常见的为透长石、正长石、歪长石,充填于斜长石微晶之间或形成斜长石斑晶的外壳。安山岩中碱性长石含量较低。

(3)角闪石:多为褐色的普通角闪石,自形长柱状,主要形成斑晶,基质中无,常见暗化边,有熔蚀现象。

(4)辉石:较常见,斜方辉石主要是紫苏辉石,多呈斑晶;单斜辉石为普通辉石、透辉石和易变辉石,只存在基质中。辉石为次要矿物。

(5)黑云母:多构成斑晶,棕-红棕色,具暗化边。

(二)结构构造

安山岩几乎均具斑状结构,无斑隐晶少见,斑晶为斜长石、辉石、角闪石、黑云母等,基质为玻基交织结构、交织结构等。

(1)玻基交织结构:岩石的基质中斜长石微晶杂乱排列,微晶间有玻璃质或隐晶质充填,为安山岩特有结构,又叫安山结构。

(2)交织结构:斜长石微晶呈平行或半平行排列,辉石及磁铁矿充填其间,无或很少见玻璃质及隐晶质(图1-7-3)。

(3)玻基斑状结构:除大小不等的斑晶外,基质为隐晶-玻璃质(图1-7-4)。

图1-7-3 黑云母二辉安山岩

(单偏光,d=22mm)

斑状结构,斑晶由斜长石、辉石、黑云母组成,基质为交织结构

图1-7-4 玻基安山岩

(正交偏光,d=25mm)

玻基斑状结构,斑晶为长石、黑云母;长石斑晶具环带,沿解理缝分布有不规则状玻璃包裹体;基质为红褐色玻璃

常见的构造是气孔和杏仁构造,也有块状构造、流纹构造等。

(三)主要种属描述

(1)辉石安山岩:在环太平洋造山带分布普遍,具斑状结构,拉长石斑晶环带发育;辉石斑晶为紫苏辉石或普通辉石,基质为更长石和辉石;副矿物氟磷灰石、锆石、磁铁矿等。

(2)角闪安山岩:由角闪石及中长石组成,斑状结构,角闪石斑晶具暗化边或全部暗化,斜长石环带发育。

(3)黑云母安山岩:少见,由黑云母和更长石组成,斑状结构,黑云母斑晶具暗化边,可有少量角闪石斑晶,可见少量钾长石、石英。此外,还有玻基安山岩、枕状安山岩等。

(4)英安岩:相当于石英闪长岩的喷出岩,一般呈灰红色、浅紫红色、灰色,斑状结构,斑晶主要为斜长石、角闪石,次要为石英、正长石或透长石等,而辉石、黑云母斑晶较少。斜长石斑晶多为偏基性中长石或拉长石,具环带结构;石英斑晶为高温型双锥状晶体;正长石或透长石斑晶较斜长石斑晶少。基质为玻璃质结构、玻基交织结构(图1-7-5)或霏细结构。岩石种类可按暗色矿物组分。

图1-7-5 英安岩

(单偏光,d=37mm)

聚斑结构,斑晶为更—中长石和少量石英,基质为斜长石微晶和玻晶组成

(四)次生变化

安山岩在热液作用下产生青磐岩化(或变安山岩化),即岩石中的暗色矿物蚀变成纤闪石、绿泥石、绿帘石和碳酸盐矿物;斜长石蚀变成钠长石、绢云母、碳酸盐和黏土矿物,整个岩石变成绿色或绿灰色,致密块状。

青磐岩化与金、银、铜、铁、锌矿有关,是重要的找矿标志。

(五)产状、分布及相关矿产

安山岩是一种典型的钙碱性熔岩,常与玄武岩、英安岩和流纹岩共生,呈厚大的熔岩流或岩被产出,在大陆边缘及岛弧地区分布广泛,大陆地区褶皱带也有安山岩分布。

与其有关的矿产主要是斑岩铜矿、铁矿等,其次为Pb、Zn、Ag、Hg、Td、Au等矿产,此外其本身是建筑材料和耐酸材料。

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