理论教育 岩浆岩的特性与分类

岩浆岩的特性与分类

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:岩浆岩来自硅酸盐熔体,其SiO2含量可高可低:含量高的称为“酸性岩浆”,含量低的称为“碱性岩浆”。图1.2.2主要岩浆岩的相关术语及对应矿物成分中性的闪长岩和花岗闪长岩岩浆中,SiO2含量处于52%~65%。岩浆岩的孔隙度通常非常小,约占体积的0.1%~3.0%,平均占1.0%。因此,岩浆岩不存在冻融问题,从岩浆中结晶且矿物颗粒密集镶嵌的岩石更是如此。自工业化发展以来,实现了对岩浆岩的机械加工。

岩浆岩的特性与分类

岩浆岩来自硅酸盐熔体,其SiO2含量可高可低:含量高的称为“酸性岩浆”,含量低的称为“碱性岩浆”。称其为酸性或碱性取决于强碱性离子(Na+, K+)和弱碱性离子(Ca2+, Mg2+) ,以及Fe2+、 Fe3+的含量。碱性岩浆中,SiO2与MgO +CaO + FeO + Fe2O3的比值约为1,以致橄榄石、辉石和钙含量丰富的斜长石等矿物的形成消耗了岩浆中存在的所有SiO2。在酸性石材中,强碱K2O和Na2O最为常见,SiO2与K2O + Na2O的比值远大于1。因此,当所有强碱在结晶形成钾长石、钠长石和云母之后,SiO2还大量富余,于是出现游离的石英矿物(图1.2.2)。

从图1.2.2可以看出,辉长岩岩浆(也称玄武岩岩浆)温度高达1 200 ℃,其液体稀薄,SiO2含量少于52%。凝固而成的岩石主要由辉石、富含钙的长石和橄榄石组成,不会出现游离的石英——当然也会有例外。花岗岩岩浆的温度要低得多(只有约700℃) ,且更黏稠,其SiO2含量大于65%。在坚固的花岗岩或相应的火山流纹岩中的共生矿物有钾长石、白云母、黑云母、钠长石和石英。相比流动的玄武岩岩浆,较低的温度和液体黏稠度使花岗岩岩浆基本上堵在地壳中。因此,大多数火山只喷发玄武岩岩浆(碱性)或中性岩浆。也因此,玄武岩多见而辉长岩稀少,花岗岩多见而流纹岩稀少。

图1.2.2 主要岩浆岩的相关术语及对应矿物成分

中性的闪长岩和花岗闪长岩岩浆中,SiO2含量处于52%~65%。它们也不会有多余的SiO2。其主要的共生矿物主要包括闪石(角闪石)、中性至酸性的斜长石、辉石,通常情况下没有游离的石英。闪长岩和花岗闪长岩相应的喷发岩分别叫“安山岩”和“英安岩”。

由碱性和中性岩浆形成的橄榄石、辉石和闪石呈深色。因此,相应的石材也是深黑色到深灰色(图1.2.3) 。由酸性岩浆形成的碱性长石和石英通常呈浅灰色或无色。因此大部分花岗岩呈浅灰色至发白。但是,当铁通过风化从黑云母中分离或被氧化,花岗岩就能呈现黄色甚至是棕色。(www.daowen.com)

花岗岩及其同类石材的耐候性通常很强。唯一需要注意的是,在地质学意义上的史前时期,花岗岩中的长石可能已转变成高岭土,黑云母或也有可能已变成绢云母而导致耐候性降低。

岩浆岩的孔隙度通常非常小,约占体积的0.1%~3.0%,平均占1.0%。因此,岩浆岩不存在冻融问题,从岩浆中结晶且矿物颗粒密集镶嵌的岩石更是如此。只有玄武岩有明显较高的孔隙度,约15%~25%。其空隙虽大,但相互隔离。因此,该石材仍有较高的强度,抗冻性通常也不错。

图1.2.3 岩浆岩举例

由于岩浆岩硬度高,很少用于雕刻,在古建筑中也不是主要材料。其主要运用领域在墓碑艺术,也常被用于制作基座、楼梯、柱子。自工业化发展以来,实现了对岩浆岩的机械加工。作为墓碑石材,瑞典的黑色玄武岩和辉长岩(所谓的“瑞典黑”)一直以来很受欢迎。其经过100多年的风化,还通常能保持原有的光泽。因此,如何保存花岗岩依然是一个特别的专业研究领域。

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