⑴ 實習六 肉眼識別常見岩漿岩及相關的礦石
一、目的
觀察岩漿作用產物的特徵，識別常見岩漿岩及相關的礦石，加深理解岩漿作用及相關的內生成礦作用過程。
二、要求
(1)在老師指導下，了解觀察岩漿岩的一般方法，分析岩漿岩的礦物成分、結構、構造特點及其與岩漿性質、形成條件之間的關系。
(2)認真觀察常見岩漿岩及相關的礦石，並填寫實習報告。
(3)參觀標本:花崗偉晶岩、細晶岩、火山彈、火山角礫岩、凝灰岩和火山玻璃。
三、實習內容
運用已有的礦物知識，並藉助簡單的設備，認真觀察岩漿岩及相關礦石的顏色、結構、構造及礦物成分等;對差異不明顯的標本(如花崗岩和花崗閃長岩)要進行細致的對比;觀察時可參考常見岩漿岩及相關礦石特徵的描述，最後將觀察結果整潔清楚地填寫在實習報告表中。
1.顏色
顏色指岩漿岩外表的總體顏色，而不是指單個礦物顆粒的顏色。顏色往往反映岩漿岩的礦物成分或化學成分的變化，是肉眼鑒定岩漿岩並進行分類的重要標志之一。從超基性岩至酸性岩，顏色一般由深變淺，即暗色礦物(鐵鎂礦物)的含量逐漸減少，色率降低。顏色由深變淺，通常描述為:黑色、綠黑色、灰黑色、深灰色、灰色、灰綠色、暗紅色、淺紅色、灰白色和肉紅色等。
2.結構
結構指組成岩漿岩的礦物的結晶程度、顆粒大小、形態及其相互關系。影響岩漿岩結構的因素主要是岩漿的冷凝速度。岩漿的冷凝速度主要受岩漿的成分、溫度、黏度以及所處深度等因素所控制。
(1)根據顯晶質和非晶質(玻璃質)礦物的相對含量，可將岩漿岩結構分為三類:
全晶質結構岩石全部由礦物晶體組成，不含玻璃質。這種結構一般是深成岩的特點，它表示在岩石形成過程中具有良好的結晶條件和緩慢冷卻的結晶過程。
玻璃質結構岩石幾乎全部由未結晶的火山玻璃質組成。主要出現在酸性熔岩或淺成、超淺成侵入體的邊部。這是岩漿快速冷凝的產物。
半晶質結構岩石中既有礦物晶體，又有玻璃質。在熔岩及超淺成侵入體邊部常見這種結構。其中的晶體部分是在地下深處冷凝、結晶的，玻璃質部分則是在地表或接近地表的環境中快速冷凝的結果。
(2)根據礦物顆粒的絕對大小，可分為:粗粒結構(顆粒直徑>5mm)、中粒結構(5～1mm)、細粒結構(1～0.1mm)。這三種結構在肉眼或放大鏡下均能分辨出礦物顆粒，統稱為顯晶質結構。如果顆粒十分細小(<0.1mm)，在肉眼或放大鏡下不能分辨，但在顯微鏡下能看出晶粒，則屬於隱晶質結構。具有顯晶質、隱晶質和玻璃質結構的岩漿岩標本有如下特徵，觀察時要認真對比。
顯晶質結構 岩石斷面粗糙，礦物顆粒肉眼可見，能在標本中確定主要礦物成分。
隱晶質結構 岩石斷面平整，礦物顆粒肉眼看不清楚，難以確定主要礦物成分。
圖實6-1 由顆粒相對大小命名的結構類型
玻璃質結構 岩石斷面光滑，常見貝殼狀斷口，斷面具玻璃光澤或松脂光澤。
(3)按礦物顆粒的相對大小(圖實61)，可分為:
等粒結構 岩石中同類主要礦物顆粒直徑大小基本一致。
不等粒結構 同類主要礦物顆粒大小不等。
斑狀結構 同類礦物由大小截然不同的兩類顆粒組成，大的叫斑晶，為顯晶質;小的叫基質，為隱晶質或玻璃質。其間沒有中等大小的顆粒，可與不等粒結構相區別。斑狀結構是淺成岩和噴出岩中常見的結構。
似斑狀結構 同類礦物由大小不同的兩類顆粒組成，但斑晶和基質都是顯晶質的，基質可以是中粒、細粒甚至粗粒的。這種結構常見於淺成岩和深成岩中。
3.構造
構造指岩石中不同礦物集合體之間或礦物集合體與其他部分之間的排列、充填與組合方式。岩漿岩的構造有以下幾種主要類型:
塊狀構造 指岩石中的各種組分均勻分布，沒有定向排列，是岩漿岩中最常見的一種構造。
帶狀構造 顏色、粒度或成分不同的礦物集合體有規律地逐層交替成條帶狀，近於平行排列。帶狀構造主要發育在岩體邊部以及同化混染作用或結晶分異作用較強的岩體中。
流紋構造 為流紋岩的典型構造，表現為不同顏色和結構的條帶以及礦物斑晶、拉長氣孔等的定向排列，是熔岩在流動過程中逐漸冷凝而形成的，常見於酸性或中酸性熔岩中。
氣孔構造和杏仁構造 是熔岩中常見的構造。岩漿噴溢出地表，由於冷卻速度較快，其中所含的氣體來不及全部逸出，冷凝後留下氣孔，稱為氣孔構造。氣孔的拉長方向可指示熔漿流動方向。如果氣孔後來被外來礦物質所充填，宛如杏仁，則稱為杏仁構造。
晶洞構造 侵入岩中近於圓形或橢圓形的原生孔洞稱為晶洞，它是富含氣體的酸性岩漿在冷凝過程中，氣體殘留在岩漿岩體內，冷凝、收縮和結晶後構成大小不一的晶洞，直徑可由數厘米至數十厘米。這種構造在花崗岩中較常見，晶洞壁上常發育晶形完好的石英、長石晶體。
結構和構造是岩漿岩分類命名的重要依據，是岩石形成過程中地質及物理化學條件的反映，因而結構和構造可以表明形成於不同環境的岩漿岩類型，即深成岩、淺成岩或噴出岩。例如，玻璃質結構、氣孔構造、流紋構造等為噴出岩所特有;深成岩具有中粗粒全晶質結構和塊狀構造;淺成岩呈過渡的特點，在不同的部位往往可以具有噴出岩或深成岩的結構與構造。
4.礦物成分
礦物成分的研究是岩漿岩分類和命名的主要依據，對於了解岩漿岩的化學成分、形成條件及成因具有重要的意義。鑒定岩漿岩標本的主要任務之一就是要確定礦物的種類及其相對含量。
岩漿岩的礦物種類繁多，常見的有20餘種，其中最主要的是橄欖石、輝石、角閃石、黑雲母、斜長石、鉀長石和石英。根據化學成分，可以把這七種礦物分為鐵鎂礦物和硅鋁礦物兩大類。
鐵鎂礦物 富鎂、鐵、鈦、鉻的硅酸鹽礦物，其中SiO2含量相對較低，包括橄欖石、輝石、角閃石和黑雲母等。它們顏色較深，故又稱為深色或暗色礦物。
硅鋁礦物 富鉀、鈉、鈣的鋁硅酸鹽礦物和石英，FeO、MgO含量很低，包括鉀長石、斜長石和石英等。由於它們顏色較淺，又可稱為淺色礦物。
岩漿岩中暗色礦物所佔的體積百分含量稱為色率。例如，超基性岩的色率一般約90，基性岩約50，中性岩約30，酸性岩約10。
在鑒別礦物時，特別要注意輝石與角閃石、斜長石與鉀長石的區別，是否含石英以及石英的含量。
輝石和角閃石 通常都呈綠黑色，風化後綠色調增強。輝石一般呈粒狀、短柱狀，斷面近似正方形或圓形，多出現在基性岩中;角閃石一般呈長柱狀，橫斷面近似菱形，多出現在中酸性岩中。
斜長石和鉀長石 大多數發育良好的解理面，因而在岩石中表現出鮮明的灰白色和肉紅色。將斜長石顆粒置於反光條件下，常見窄板狀或明暗相間的聚片雙晶;鉀長石則多呈淺肉紅色，寬板狀，常見半明半暗的卡斯巴雙晶。
石英 在岩石中一般呈淺灰色，粒狀或不規則狀，不平坦斷口，斷口油脂光澤，經常與鉀長石共生。按說石英應該是無色透明的礦物，當石英礦物內氣液包裹體較多時應該是白色的，但是由於岩石內石英顆粒表面不平整，光線射進去以後，反射出來的較少，所以通常都呈現為淺灰色，有點半透明的感覺。
根據不同礦物的含量又可分為:
主要礦物 指含量多，並且在確定岩石大類名稱上起主要作用的礦物。例如，花崗岩類中的鉀長石、斜長石和石英都是主要礦物，缺少其一就不能稱為花崗岩類。
次要礦物 指含量較少，對於劃分岩石大類不起作用，但對確定岩石種屬起到一定作用的礦物，含量一般在1%～10%左右。例如，閃長岩類中石英含量>5%者，可稱石英閃長岩，無石英或石英含量<5%者，則稱閃長岩，二者均屬閃長岩類。
副礦物 指含量很少，通常<1%，在一般岩石分類命名中不起作用的礦物。常見的有獨居石、磷灰石、榍石、磁鐵礦等。
5.岩漿礦床及常見礦石
岩漿在地殼深處經過分異作用、結晶作用，使分散在岩漿中的成礦物質聚集而形成的礦床稱為岩漿礦床。岩漿礦床的主要特徵:其形成過程和母岩體的冷凝結晶過程在時間上大體一致;礦體主要產在母岩體內，有的礦床整個岩體就是礦體，如含金剛石的金伯利岩筒，含浸染狀鉻鐵礦的純橄欖岩體等;礦石的礦物組成與母岩基本相同，只是礦石中礦石礦物(有經濟價值的礦物)相對富集，如純橄欖岩中鉻尖晶石一般含量<1%，屬於副礦物，如果含量達到15%時就構成了鉻鐵礦礦體，這表明岩漿岩中的有用組分富集到能為工業利用的程度就形成了岩漿礦床。
岩漿礦床的主要類型:鎂質超基性岩中的鉻(鉑)礦床、鐵質基性岩中的含釩鈦鐵礦磁鐵礦礦床、鎂鐵質基性超基性岩中的銅鎳(鉑)硫化物礦床、金伯利岩中的金剛石礦床。
礦石的礦物組成與岩漿礦床的形成條件、礦床類型等有關。例如，西藏羅布莎鉻鐵礦礦床，礦石礦物以鉻尖晶石為主，還有少量磁鐵礦和微量針鎳礦;脈石礦物以橄欖石、蛇紋石為主，次為輝石、鉻石榴子石、鉻綠泥石、鉻雲母等。
在實習時，注意觀察鉻鐵礦、釩鈦磁鐵礦、銅鎳硫化物礦等礦石的特徵。
四、常見岩漿岩的主要特徵
岩漿岩種類很多，現已知達1100多種。根據化學成分、礦物成分、結構、構造及產狀等特徵，可以對岩漿岩進行分類(表實6-1)。
表實6-1 岩漿岩分類簡表
花崗岩 肉紅、淺灰或灰白等色，主要礦物有石英、鉀長石和斜長石，石英含量一般>20%，且鉀長石通常多於斜長石，兩類長石的總含量常達75%左右，次要礦物(約5%)為黑雲母和角閃石。通常為中粗粒等粒結構，常見塊狀構造。有些花崗岩的鉀長石斑晶很大，呈似斑狀結構，稱為似斑狀花崗岩。花崗岩為酸性深成侵入岩，常呈岩基或岩株產出，有時也可呈較小的岩蓋、岩牆產出，是大陸山區最常見的侵入岩。
花崗閃長岩 淺肉紅、淺灰、灰白等色。主要礦物為斜長石、鉀長石和石英，斜長石明顯地多於鉀長石，兩類長石的總含量常佔75%左右，石英含量一般在10%～20%之間;次要礦物為黑雲母和角閃石，含量達10%～15%。一般呈中粗粒等粒結構，塊狀構造。花崗閃長岩為深成侵入岩，是花崗岩與閃長岩之間的過渡類型。岩漿岩中以花崗岩的石英含量為最高，但它們絕對不會超過30%。這一點是岩漿岩與沉積岩在礦物成分上的重要區別，沉積岩中，尤其是砂岩，石英含量經常可以超過50%，以至於幾乎全部都是由石英所組成的。
花崗斑岩 顏色及礦物成分與花崗岩相當，為淺成岩。斑狀結構，塊狀構造。斑晶主要為鉀長石和石英，基質為肉眼難以辨認的細粒或隱晶質的石英、鉀長石、斜長石及少量暗色礦物。花崗斑岩常呈岩脈產出。
流紋岩 灰色或淺紫紅色，礦物成分與花崗岩相當，為噴出岩。斑狀結構，斑晶多為高溫石英(六方雙錐，晶形發育較好，橫斷面常表現為六邊形或四邊形，無色透明)和鉀長石，基質呈隱晶質或玻璃質，常具流紋構造、氣孔構造與杏仁構造。
黑曜岩 黑色或褐色。成分與花崗岩相當，但幾乎全部由玻璃質組成，為酸性玻璃質火山岩。含少量的水(<1%)，有明顯的玻璃光澤和貝殼狀斷口，塊狀構造。
閃長岩灰色或灰綠色。主要由角閃石(約1/3)和斜長石(約2/3)組成，次要礦物有黑雲母、輝石，無或有極少的鉀長石和石英。中粗粒等粒結構，塊狀構造。如含石英5%～20%，則稱為石英閃長岩。閃長岩為中性深成侵入岩，常呈岩株、岩床或岩牆產出。
閃長玢岩 灰、灰綠或灰黑色，礦物成分與閃長岩相當。斑狀結構，塊狀構造。斑晶以斜長石為主，其次為角閃石或黑雲母，基質為細粒或隱晶質。閃長玢岩為淺成岩，多呈岩脈產出。
安山岩 灰綠、灰褐或紫紅等色，礦物成分與閃長岩相當。斑狀結構，斑晶多為顆粒較小的斜長石、角閃石、輝石和黑雲母等，基質為隱晶質或玻璃質。主要為塊狀構造，氣孔構造和杏仁構造也常見。安山岩為中性噴出岩，主要在板塊俯沖帶上部形成，如安第斯山地區，此岩石(andesite)即取名於該地區。
輝長岩 灰黑色或暗綠色，主要礦物成分為輝石和斜長石，二者含量近於相等，次要礦物有橄欖石、角閃石、黑雲母等。中粗粒等粒結構，塊狀構造，有時可見帶狀構造。輝長岩為基性深成侵入岩，常呈較小的侵入體產出。
輝綠岩 暗綠色或黑綠色。礦物成分與輝長岩類似。細粒或隱晶質結構，塊狀或帶狀構造。如為斑狀結構，則稱為輝綠玢岩，其斑晶成分為斜長石和暗色礦物。輝綠岩為基性淺成侵入岩，常呈岩床、岩牆產出。
玄武岩 灰黑、暗綠、暗紫等色。礦物成分與輝長岩相似，細粒、隱晶質或斑狀結構，斑晶為橄欖石、輝石或斜長石，斜長石斑晶的橫斷面常呈長柱狀或針狀，基質為隱晶質或玻璃質，常具氣孔或杏仁構造。玄武岩是分布最廣的一種火山岩，可形成規模巨大的熔岩流、熔岩被及熔岩台地等，大洋底幾乎都被玄武岩所覆蓋，是組成大洋殼的主要岩石。
橄欖岩 橄欖綠至綠黑色。主要由橄欖石和輝石組成，橄欖石含量一般佔一半以上，可含有少量的角閃石、黑雲母、鉻鐵礦及磁鐵礦等。中粗粒等粒結構，塊狀構造。幾乎全由橄欖石(90%～100%)組成的稱純橄欖岩，呈標準的橄欖綠色。橄欖石含鐵多時，顏色發黑;含鎂多時顏色發綠，此礦物很容易蝕變為蛇紋石，因而新鮮的橄欖岩極少見。橄欖岩為超基性深成侵入岩，多呈岩株或岩脈、岩牆等小型侵入體產出。現在認為橄欖岩大多是在岩石圈底部的地幔內形成的，是上地幔代表性的岩石。我們現在所見到的橄欖岩標本基本上都采自玄武岩內的地幔包體。
五、作業與思考題
1.作業
按指定的岩漿岩標本進行觀察鑒定，然後將鑒定特徵填入實習報告中。
2.思考題
(1)最常見的組成岩漿岩的礦物可分為哪兩種類型?各有哪些礦物?
(2)試述岩漿岩結構和構造的含義及常見類型。
(3)根據SiO2含量，岩漿岩可分為哪些類型?不同類型岩漿岩的顏色、礦物成分等有什麼變化?
(4)花崗岩、閃長岩、安山岩和玄武岩中的斜長石有什麼區別?為什麼會有這些差異?
實習六 岩漿岩實習報告