理论教育 岩浆岩的构造:水利水电工程地质视角

岩浆岩的构造:水利水电工程地质视角

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:2.2.1.3.2岩浆岩的构造岩浆岩的构造指岩石中不同矿物与其他组成部分的排列填充方式所表现出来的外貌特征。

岩浆岩的构造:水利水电工程地质视角

岩浆岩是由地幔或地壳岩石熔融或部分熔融形成的岩浆经冷却固结的产物。岩浆可以是全部为液相的熔融物质,称为熔体;也可以含有挥发分及部分固体物质,如晶体及岩石碎块。岩浆从高温炽热的状态降温并伴有结晶作用的过程称为岩浆固结作用。岩浆喷出地表后冷凝形成的岩石称为喷出岩;岩浆侵入地表下地壳中冷凝形成的岩石称为侵入岩。在地壳较深处形成的侵入岩称为深成岩(地表3km以下),在较浅处形成的侵入岩称为浅成岩(地表3km以上)。

2.2.1.1 岩浆岩的化学成分

岩浆岩的化学成分通常用氧化物质量百分比来表示,以SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、K2O、Na2O、H2O和TiO2等为主,它们占岩浆岩平均化学成分的99%以上,并且在各类岩石中都能出现。其中,SiO2是岩浆岩中最主要的成分,SiO2和各种金属元素形成多种硅酸盐矿物,各种硅酸盐矿物又组成各种岩浆岩。所以,岩浆岩实际上是硅酸盐岩石。

2.2.1.2 岩浆岩的矿物成分

组成岩浆岩的矿物以硅酸盐矿物为主,其中最多的是长石石英、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等,约占火成岩矿物总含量的99%,所以称之为火成岩的重要造岩矿物。其中颜色较浅的称浅色矿物,因以二氧化硅和钾、钠的铝硅酸盐类为主,又称硅铝矿物,如石英、长石等;颜色较深的称暗色矿物,因以含铁、镁的硅酸盐类为主,又称铁镁矿物,如黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等。

2.2.1.3 岩浆岩的结构与构造

2.2.1.3.1 岩浆岩的结构

岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小、形态及其相互关系的特征。岩浆岩的结构特征是岩浆成分和岩浆冷凝环境的综合反映。按结晶程度,岩浆岩的结构可分为:

(1)全晶质结构。岩石全部由矿物晶体组成。它是在温、压降低缓慢,结晶充分条件下形成的。这种结构是侵入岩,尤其是深成侵入岩的结构。

(2)非晶质结构。又称为玻璃质结构。岩石全部由火山玻璃组成。它是在岩浆温、压快速下降时冷凝形成的。这种结构多见于酸性喷出岩,也可见于浅成侵入体边缘。

(3)半晶质结构。岩石由矿物晶体和部分未结晶的玻璃质组成。多见于喷出岩和浅成岩边缘。

按组成岩石矿物颗粒大小,岩浆岩的结构可分为:

(1)显晶质结构。用肉眼或放大镜即可看出晶体颗粒。又分为:

粗粒结构——晶粒直径大于5mm;

中粒结构——晶粒直径为1~5mm;

细粒结构——晶粒直径为0.1~1mm。

(2)隐晶质结构。晶粒直径小于0.1mm,岩石呈致密状,矿物颗粒用显微镜才能辨别。

按岩石中矿物颗粒相对大小,岩浆岩的结构可分为:

(1)等粒结构。岩石中同种主要矿物的粒径大致相等的结构。常见于深成岩中,又称粒状结构。

(2)斑状结构。岩石中矿物颗粒相差悬殊,较大的颗粒称为斑晶,斑晶与斑晶之间的物质称为基质,基质为隐晶质或玻璃质。斑状结构常为喷出岩或一些浅成岩所具有。

(3)似斑状结构。类似斑状结构,但斑晶更为粗大,基质则多为中、粗粒显晶质结构。似斑状结构常为某些深成岩所具有,如似斑状花岗岩。

2.2.1.3.2 岩浆岩的构造

岩浆岩的构造指岩石中不同矿物与其他组成部分的排列填充方式所表现出来的外貌特征。岩浆岩最常见的构造有:

(1)块状构造。组成岩石的矿物颗粒无一定排列方向,而是均匀地分布在岩石中,不显层次,呈致密块状。这是侵入岩常见的构造。(www.daowen.com)

(2)流纹状构造。岩石中不同颜色的条纹和拉长的气孔等沿一定方向排列所形成的外貌特征。这种构造是喷出地表的熔浆在流动过程中冷却形成的。

(3)气孔状构造。岩浆凝固时,挥发性的气体未能及时逸出,以致在岩石中留下许多圆形、椭圆形或长管形的孔洞。在玄武岩等喷出岩中常常可见到气孔构造。

(4)杏仁状构造。岩石中的气孔为后期矿物(如方解石、石英等)充填所形成的一种形似杏仁的构造。如某些玄武岩和安山岩的构造。

结构和构造特征反映了岩浆岩的生成环境,同时对岩体工程性质有重要的影响。2.2.1.4 岩浆岩的分类及常见的岩浆岩

2.2.1.4.1 岩浆岩的分类

根据岩浆岩中SiO2的含量,将岩浆岩分为以下4类:

(1)酸性岩类。SiO2含量>65%,矿物成分以石英、正长石为主,并含有少量的黑云母和角闪石。具代表性的酸性岩有花岗岩、花岗斑岩、流纹岩。

(2)中性岩类。SiO2含量在65%~52%之间,矿物成分以正长石、斜长石、角闪石为主,并含有少量的黑云母及辉石。具代表性的中性岩有闪长岩、闪长玢岩、安山岩。

(3)基性岩类。SiO2含量在52%~45%之间,矿物成分以斜长石、辉石为主,含有少量的角闪石及橄榄石。具代表性的基性岩有辉长岩、辉绿岩、玄武岩。

(4)超基性岩类。SiO2含量<45%,矿物成分以橄榄石、辉石为主,其次有角闪石、黑云母和斜长石,一般不含硅铝矿物。具代表性的超基性岩有橄榄岩、苦橄玢岩、金伯利岩。

2.2.1.4.2 常见的岩浆岩

常见的岩浆岩有以下几种:

(1)花岗岩。为酸性深成侵入的代表性岩石。多呈肉红色、灰色或灰白色。矿物成分主要为石英(含量>20%)、正长石和斜长石,其次有黑云母、角闪石等次要矿物。全晶质等粒结构(也有不等粒或似斑状结构),块状构造。根据所含暗色矿物的不同,可进一步分为黑云母花岗岩、角闪石花岗岩等。花岗岩分布广泛,性质均匀坚固,是良好的建筑石料;作为地基,承载力高。

(2)花岗斑岩。为酸性浅成侵入的代表性岩石。斑状结构,斑晶为钾长石、富钠斜长石、石英等,基质多由细小的长石、石英及其他矿物组成。颜色和构造同花岗岩。

(3)流纹岩。为酸性喷出岩的代表性岩石。常呈灰白、浅灰或灰红色。具典型的流纹构造,斑状结构,细小的斑晶常由石英或透长石组成。

(4)闪长岩。为中性深成侵入的代表性岩石。灰白、深灰至灰绿色。主要矿物为斜长石和角闪石,其次有黑云母和辉石。全晶质中粗粒等粒结构,块状构造。闪长岩结构致密,强度高,且具有较高的韧性和抗风化能力,是良好的建筑石料。

(5)闪长玢岩。为中性浅成侵入的代表性岩石。灰色或灰绿色,矿物成分与闪长岩相同,斑状结构,斑晶为斜长石或角闪石。基质为中细粒或微粒结构。

(6)安山岩。为中性喷出岩的代表性岩石。灰色、紫红色或绿色。主要矿物成分为斜长石、角闪石,无石英或极少石英。斑状结构,斑晶常为斜长石。有时具有气孔状或杏仁状构造。

(7)辉长岩。为基性深成侵入的代表性岩石。灰黑、暗绿色。全晶质中粒等粒结构,块状构造。组成矿物以斜长石和辉石为主,有少量橄榄石、角闪石和黑云母。辉长岩强度高,抗风化能力强。

(8)辉绿岩。为基性浅成侵入的代表性岩石。灰绿或黑绿色。矿物成分与辉长岩相似,结晶质细粒结构,常具辉绿结构,有时有较大的斜长石斑晶,块状构造。多呈岩床、岩墙产出,强度高。

(9)玄武岩。为基性喷出岩的代表性岩石。灰黑至黑色。矿物成分与辉长岩相似。具隐晶、细晶或斑状结构,常具气孔或杏仁状构造。玄武岩致密坚硬,性脆,强度很高。

(10)橄榄岩。为超基性深成侵入的代表性岩石。暗绿色或黑色。组成矿物以橄榄石、辉石为主,其次为角闪石等,很少或无长石。中粒等粒结构、块状构造。

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