一、岩浆岩

一、岩浆岩

(一)岩浆岩的形成及产状

岩浆岩是由地下深处的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而形成的岩石,亦称为火成岩。岩浆喷出地表冷凝形成的岩石称为喷出岩,岩浆侵入地壳冷凝形成的岩石称为侵入岩。侵入岩又按形成部位深浅,分为深成岩和浅成岩。

岩浆岩是以一定形态的岩体产出的。岩浆岩体的大小、形状及其与周围岩石的相互关系和分布特点,称为岩浆岩的产状。由于侵入岩和喷出岩形成时所处的地质环境不同,因而其产状特征也不同。常见岩浆岩产状如图1-9 所示。

(二)岩浆岩的物质成分

图1-9 岩浆岩体产状示意图

1—岩基;2—岩株;3—岩盘;4—岩床;5—岩墙和岩脉;6—火山锥;7—熔岩流

岩浆岩的物质成分包括化学成分和矿物成分。组成岩浆岩的化学成分几乎包括了地壳中所有的元素,若以氧化物计,则以SiO2、Al2O3、FeO、CaO、MgO、NaO2、K2O、TiO2 和H2O 等为主,其中SiO2 含量最大,占59.14%。按SiO2 的含量,岩浆岩可分为超基性岩(SiO2<45%)、基性岩(45%~52%)、中性岩(52%~65%)、酸性岩(SiO2>65%)。

组成岩浆岩的矿物成分,常见的有正长石、斜长石、石英、白云母、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等8 种。前四种富含硅、铝,颜色浅,称为浅色矿物;后四种富含铁、镁,颜色深,称为深色矿物。岩浆岩中矿物的种类及相对含量,是岩石分类和命名的重要依据。如闪长岩、辉长岩,就是因其主要含有角闪石、辉石和斜长石而得名。

(三)岩浆岩的结构和构造

岩浆岩由于形成的环境不同,产生了各种不同的结构和构造。

1.岩浆岩的结构

岩浆岩的结构,是指岩石中矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形态以及颗粒之间的结合关系。它反映的是岩石的内部组织,一般是在显微镜下用岩石薄片(厚0.03mm)观察的,如图1-10 所示。岩浆岩常见的结构有:

图1-10 电子显微镜下所见的岩浆岩结构

(a)花岗岩;(b)辉绿岩;(c)玄武岩
M—白云母;B—黑云母;Orth—正长石;Qtz—石英;plag—斜长石;pyr—辉石;Oliv—橄榄石;Fe—铁矿物

(1)等粒结构岩石中的矿物全部为肉眼能辨认的结晶质矿物,晶体颗粒大小相近。按粒径大小分为粗粒(>5mm)、中粒(5~2mm)、细粒(<2mm)三种。如花岗岩的等粒结构。

(2)斑状结构岩石中矿物颗粒大小相差悬殊,一些较大的晶体被细小的物质所包围,较大的晶体叫斑晶,细小的物质叫基质。如玄武岩的斑状结构。

(3)隐晶质结构岩石中矿物晶粒很细小,用肉眼和放大镜看不见,在偏光显微镜下才能鉴别。

(4)玻璃质结构组成岩石的物质成分全未结晶,又称为非晶质结构。

2.岩浆岩的构造

岩浆岩的构造,是指岩石中不同矿物集合体的排列和充填方式以及空间分布特点。它反映的是岩石的外貌特征,一般用肉眼看岩石表面就可观察到。常见岩浆岩的构造有以下几种:

(1)块状构造岩石中的矿物分布均匀,排列没有一定方向。

(2)流纹构造岩石中不同颜色矿物顺着熔岩流动方向作定向排列。

(3)气孔构造岩石中分布着许多圆形、椭圆形或长管形的孔洞。

(4)杏仁构造岩石中气孔被浅色的次生矿物如方解石、蛋白石等充填,形似杏仁而得名。

(四)岩浆岩的分类及鉴定

岩浆岩的分类,首先是以化学成分(SiO2 含量)和矿物成分将岩石分为酸性岩、中性岩、基性岩和超基性岩等四大类,然后,对每一大类又进一步综合考虑岩石的成因、产状、结构、构造等因素,将其分为喷出岩、浅成岩、深成岩等各种不同的岩石(表1-7)。

表1-7 岩浆岩的分类及肉眼鉴定表

从表1-7 可以看出,在同一纵行里的岩石,矿物成分相同,故属于一个岩类,只是由于产状、结构、构造的不同,因而有不同的名称,结构和构造是这类岩石命名的重要依据。在同一横行里的岩石,其产状、结构和构造相同,但矿物成分不同,因而属于不同的岩类,矿物成分是不同种类岩石命名的主要依据。理解了表1-7 纵横坐标所代表的内容,在用肉眼简易鉴定岩石时,便可根据岩石的属性特征,在表上查对出岩石的名称。

(五)岩浆岩的工程地质特征

岩浆岩的工程地质特征主要与岩石成因有关。

(1)深成侵入岩分布广,岩体大,结晶好,岩性均一,呈致密块状,力学强度高,抗水性强,可作为建筑物的良好地基和建筑材料。深成岩在地表环境条件下,抗风化能力差。因此,基坑开挖后应加快基础的浇筑或采取保护措施。

(2)浅成侵入岩一般岩体规模小,颗粒大小不均一,较易风化,特别是与围岩接触的边缘部位,往往裂隙发育,透水性比深成岩稍大。当岩体较大时,也是良好的地基。

(3)喷出岩多为隐晶质或玻璃质结构,其力学强度也较高,一般可作为水工建筑物的地基。应注意有些喷出岩具有气孔构造或发育原生裂隙,其力学强度较低,透水性强,工程地质性质较差。