岩浆是怎么诞生的

岩石的种类

沉积岩

在地表或靠近地表不太深的地方形成的一种岩石叫做沉积岩。它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用，最后形成的岩石。

沉积岩的物质主要有几个渠道的来源，风化作用是一个主要渠道，它包括机械风化、化学风化和生物风化。机械风化是用崩解的方式把已经形成的岩石破碎成大小不同的碎屑；化学风化是由于水、氧气、二氧化碳引起的化学作用使岩石分解形成碎屑；细菌、真菌、藻类等生物风化作用也能分解岩石。此外，火山爆发喷射出大量的火山物质也是沉积物质的渠道之一；植物和动物有机质在沉积岩中也占有一定比例。

不管哪种方式形成的碎屑物质都需经历搬运过程，然后在合适的环境中沉积下来，经过漫长的压实作用，石化成坚硬的沉积岩。

碎屑岩是沉积岩中的一个重要类型，砾岩、砂岩、黏土岩都属于碎屑岩。碎屑岩的结构与岩浆岩和变质岩有极大的不同，后者的矿物颗粒之间是连续接触的；而在碎屑岩中，颗粒之间以点接触，颗粒之间有孔隙，这些孔隙被胶结物或者细粒填隙物质充填。因此，具有孔隙是碎屑岩重要的结构特征。

碎屑岩的结构包括碎屑颗粒的结构、杂基或胶结物的结构以及碎屑和填隙物之间的关系等诸多特征。

沉积岩典型的构造特征是层理分明。沿垂直方向观察这种层状构造可以发现，由于矿物成分、结构或颜色的不同而表现出成层性。根据纹层排列的特点，层理可以继续细分。比如纹层呈直线状相互平行，并且平行于层面，称为水平层理和平行层理；纹层呈对称或不对称的波状，总方向平行于层面，称为波状层理；纹层斜交层面，斜层系呈彼此重叠、交错、切割的组合方式，称为交错层理或斜层理等等。

沉积岩的另一个重要的构造类型是有层面构造，既在岩层表面有波痕、泥裂、槽模、沟模等机械成因的各种不平坦的沉积构造痕迹；还有因为化学成因的晶体印模、结核以及生物成因的生物遗骸等，这些都是在沉积岩中常见的构造现象。依据成因，波痕分为浪成、水成和风成三种；泥裂在现代沉积中经常见到，是沉积物露出水面后，暴晒干涸形成的收缩裂缝。平面形态呈网格状的龟裂纹，它是沉积面暴露地表的标志；槽模是定向的水流在还没有固结的软泥表面冲刷形成的凹槽，后来被砂质充填形成的。其长轴方向代表水流方向，高起的一端代表上游；沟槽常成组出现，是岩石底面上的一种平行脊状构造，和模槽一样，也是确定古水流方向的标志之一。

沉积岩的分类多种多样，这里简单介绍一下常见的。

砾岩是粗碎屑含量大于30%的岩石。绝大部分砾岩由粒度相差很大的岩屑组成，砾石或角砾大者可达1米以上，填隙物颗粒也相对比较粗。具有大型斜层理和递变层理构造。

砂岩在沉积岩中分布仅次于黏土岩。它是由粒度在2～0．1毫米范围内的碎屑物质组成的岩石。在砂岩中，砂含量通常大于50%，其余是基质和胶结物。碎屑成分以石英、长石为主，其次为各种岩屑以及云母、绿泥石等矿物碎屑。

粉砂岩中，0．1～0．01毫米粒级的碎屑颗粒超过50%，以石英为主，常含较多的白云母，钾长石和酸性斜长石含量较少，岩屑极少见到。黏土基质含量较高。

黏土岩是沉积岩中广泛分布的一类岩石。其中，黏土矿物的含量通常大于50%，粒度在0．005～0．0039毫米范围以下，主要由高岭石族、多水高岭石族、蒙脱石族、水云母族和绿泥石族矿物组成。

碳酸盐岩常见的岩石类型是石灰岩和白云岩，是由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的。碳酸盐中也有颗粒，陆源碎屑称为外颗粒；在沉积环境以内形成并具有碳酸盐成分的碎屑称为内碎屑。

火山碎屑岩类是火山碎屑物质的含量占90%以上的岩石，火山碎屑物质主要有岩屑、晶屑和玻屑，因为火山碎屑没有经过长距离搬运，基本上是就地堆积，因此，颗粒分选和磨圆度都很差。

常见的火山碎屑岩按照粒度大小有集块岩、火山角砾岩和凝灰岩。集块岩中，大于100毫米的火山集块，如火山弹、熔岩碎块的含量要超过50%，常混入些围岩碎屑，由细粒级的碎屑和火山灰填充、压实成岩；火山角砾岩主要由大小不同的熔岩角砾组成，火山角砾含量大于75%，火山灰充填空隙压实成岩；凝灰岩主要由小于2毫米的火山灰组成，火山灰含量大于75%，常含有一定数量的晶屑、玻屑和岩屑。

岩浆岩

岩浆岩又叫火成岩，是在地壳深处或在上地幔中形成的岩浆，在侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却固结并经过结晶作用而形成的岩石。因为它生成的条件与沉积岩差别很大，因此，它的特点也与沉积岩明显不同。在野外观察，沉积岩常具有成层构造，层状构造是沉积岩所独有的特征。而在岩浆岩发育的地区则常常见到节理，而基本上看不到层理；在矿物组合上，在岩浆岩中出现的矿物，如橄榄石、辉石、角闪石等矿物是在高温高压条件下结晶形成的，在常温常压条件下不容易保存，因此，在岩浆岩中出现的矿物在沉积岩中很少见到。即使是同一族的矿物，比如虽然都有长石出现，它们在成分上也不一样。在沉积岩中的长石一般是钾长石和含钠高的酸性斜长石，而在岩浆岩中常常见到的含钙比较高的基性和中性斜长石，这些在沉积岩中都见不到。

知道岩浆岩是由岩浆直接冷凝形成的。岩浆的英文名字是“Magma”，这个单词的原义是形容一种类似于“稀糊状混合物”的物体。岩浆的概念在1872年最早提出，直到逐步深入完善并得到公认，实际上经历了一个漫长的反复实践、验证和认识过程。目前比较公认的看法，认为岩浆是由地壳和上地幔中形成的，以硅酸盐为主要成分的炽热、粘稠、富含挥发份的熔融体。

岩浆岩主要有侵入和喷出两种产出情况。侵入在地壳一定深度上的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石，称为侵入岩。侵入岩固结成岩需要的时间很长。地质学家们曾做过估算，一个2 000米厚的花岗岩体完全结晶大约需要64 000年；岩浆喷出或者溢流到地表，冷凝形成的岩石称为喷出岩。喷出岩由于岩浆温度骤然降低，固结成岩时间相对较短。1米厚的玄武岩全部结晶需要12天，10米厚需要3年，700米厚需要9 000年。可见，侵入岩固结所需要的时间比喷出岩要长得多。黏度也是岩浆很重要的性质之一，它表示岩浆流动的状态和程度。岩浆中SiO₂的含量对黏度影响最大，其次是Al₂O₃、Cr₂O₃，它们的含量增高，岩浆黏度会明显增大。酸性岩中SiO₂、Al₂O₃的含量很高，因此，黏度也最大；溶解在岩浆中的挥发份可以降低岩浆的黏度、降低矿物的熔点，使岩浆容易流动，结晶时间延长。此外，岩浆的温度高，黏度相应变小；岩浆承受的压力加大，岩浆的黏度也增大。

在岩浆从上地幔或地壳深处沿着一定的通道上升到地壳形成侵入岩或喷出到地表形成喷出岩的过程中，由于温度、压力等物理化学条件的改变，岩浆的性质、化学成分、矿物成分也随之不断地变化，因此，在自然界中形成的岩浆岩是多种多样、千变万化的，如基性岩、中性岩、酸性岩，还有碱性岩、碳酸盐岩等岩类，也充分说明了岩浆成分的复杂多样性。

岩浆岩这个家族中有四个大的分支，也就是前面所说的四大岩类。这里我们只能介绍各大岩类的基本特征，并选择一些常见的岩石进行简单描述。

超基性岩在四大岩类中，在地表分布很少，是四大岩类中最小的一个分支，仅占岩浆岩总面积的0．4%。超基性岩体的规模也不大，常形成外观像透镜状、扁豆状的岩体，它们好像一串大小不同的珠子一样沿着一定方向延伸，断断续续排列，有时可以追索上千米。基本上由暗色矿物组成，主要是橄榄石、辉石，其次为角闪石和黑云母；不含石英，长石也很少。这类岩石最常见侵入岩是橄榄岩类，喷出岩是苦橄岩类。

基性岩类颜色比超基性岩浅，比重也稍小，一般在3左右。侵入岩很致密，喷出岩常具有气孔状和杏仁状构造。这类岩石的侵入岩是辉长岩，分布较少；而喷出岩－玄武岩，却有大面积分布。

辉长岩因为在地下深处，斜长石和辉石同时结晶，因此，矿物颗粒形态发育比较完整，大小也差不多。玄武岩一般由斑晶矿物和基质两部分组成，斑晶主要是斜长石、辉石、橄榄石，基质就是岩浆喷发时没有来得及结晶的玻璃质或者是只有在显微镜下才能看出的隐晶质。

中性岩类。中性岩类岩石颜色较浅，多呈浅灰色，比重比基性岩要小。就像这个岩类的名称一样，它是在基性岩和酸性岩中间的过渡类型。侵入岩是闪长岩，相应的喷出岩是安山岩。闪长岩既可以向基性岩辉长岩过渡，也可以向酸性岩花岗岩过渡。同样，喷出岩之间也关系密切，安山岩和玄武岩、流纹岩也常常共生在一起。

酸性岩类中以人们熟悉的花岗岩类出露最多，是在大陆壳中分布最广的一类深成岩，常形成巨大的岩体。喷出岩是流纹岩和英安岩。矿物成分的特点是浅色矿物大量出现，主要是石英、碱性长石和酸性斜长石。

变质岩

在地壳发展形成的历程中，早先形成的岩石，包括沉积岩、岩浆岩，由于后来地质环境和物理化学条件的变化，在固态情况下发生了矿物组成调整、结构构造改变甚至化学成分的变化，而形成一种新的岩石，这种岩石被称为变质岩。变质岩是大陆地壳中最主要的岩石类型之一。

变质岩的构造，主要有两大类型：块状构造和定向性构造。

所谓块状构造，是指矿物或矿物集合体在岩石中排列无顺序，呈均匀地分布。一般原岩是块状的岩石，如岩浆岩、砂岩、石灰岩变质后仍然保持块状构造。接触变质岩形成的角岩，常由于流体扩散造成局部富集形成斑点构造和瘤状构造，矿物颗粒也在一定程度上呈均匀分布，所以也属于块状构造。而定向性构造，是指片状、柱状或者纤维状有延长性的矿物，平行排列形成的一种特突构造。这种构造有时表现得像一本书，产生一系列近平行或弯曲的面，称为面状构造，也叫面理；有时表现得像一捆铅笔，是呈线状的矿物近乎平行排列形成的线状构造，也叫线理；在变质岩中，面理和线理常常同时出现。比如黑云母在纵向上看呈黑黑的一条线，表现为线状构造，但云母片在面上表现为平行排列，因此，又是面状构造。

岩石重结晶过程中形成的结晶片理是面状构造的一种类型，受重结晶程度控制。当变质程度不深、重结晶程度不高时，片理面呈绢丝光泽，叶片状矿物则定向排列，称为千枚状构造；如果矿物重结晶比较好，片状、柱状矿物平行排列，粒状矿物也被拉长或压扁，就形成了片状构造；如果粒状矿物和片状、柱状矿物相间排列，因粒状、片状、柱状矿物的颜色和形态不同而呈现出条带，称为条带状构造。这种构造因在片麻岩中比较常见，所以也称片麻状构造。

从以上描述来看，三大岩类似乎很好区分，它们的成因似乎也很清楚。但实际上，不论哪类岩石的成因，都是在长达一二个世纪的争论中不断建立和完善的。比如“水成说”和“火成说”的长期论争，最终以岩石多成因，以及岩浆的存在被肯定而告终。岩石成因的争论过程，就是人类认识自然的过程。