火成矿物和结构的成因

栏目：资讯发布：2023-10-15浏览：3收藏

火成矿物和结构的成因,第1张

在冷凝速率和降压速率较高的条件下，岩石结构、矿物的结晶顺序和化学成分，都会受到结晶动力学效应的深刻影响。

（一）成核与晶体生长

岩浆结晶过程中，晶体的形成可分为晶核生成（成核）和晶体生长两个阶段。目前，岩石学中发展了晶体大小分布理论，试图通过测量岩石中最终的颗粒大小分布，来反演岩浆固结过程中的成核和生长速率的变化规律（Higgins，2006）。

1成核作用（nucleation）

成核作用包括非均匀成核作用和均匀成核作用两种类型。在非均匀成核中，晶核必须通过与液相接触的固体（杂质或气泡）表面起作用才能形成。而在均匀成核作用中，不需要借助于外来物质，原子或分子可直接聚集为晶核。有人认为，在液－固相变系统中，只要初始液体中造晶元素的浓度足够大，才可能出现均匀成核作用。例如，在缓慢冷凝的岩浆中，橄榄石晶体可以发生均匀成核作用，但伟晶岩中的电气石，就常常是在岩脉的顶、底板与围岩的接触部位通过非均匀成核作用而产生。一般来说，均匀成核比非均匀成核更难发生。

晶核的形成和晶体最初的生长，往往不是在液相线温度，而是在低于液相线温度的过冷状态下进行的。液相线温度（TA）和实际结晶温度（TR）之间的差值，就称为过冷度（subcooled temperature）（△T），即△T＝TA－TB。

产生过冷度的原因主要是：(1)矿物结晶时，离子之间需要进行调整、迁移、组合，由于岩浆粘度较大，离子之间扩散与组合受到阻力，不能在正常结晶温度下顺利析出，而产生过冷状态。(2)结晶开始后，放出结晶潜热，使刚晶出的晶体重新熔化。晶体要析出，就需要下降到更低的温度。

岩石结晶过程中过冷度的大小主要取决于结晶环境和所存在的矿物。

当形成的晶核达到某一临界值时，才会自发长大，否则，晶核就不稳定。晶核稳定的临界大小与过冷度有关。在液相线温度时，临界大小为无限大，形成的晶核不稳定；过冷度较大时，临界大小较小。组分的活动性也影响晶核的形成。扩散系数太小，就不利于成核。过冷度的大小一般受溶液中先存的晶体（或杂质）和新生的晶体的相似程度的控制（图3－26a），用二晶体所成的二面角（θ）来表示其相似程度。对于均匀成核作用，θ＝180°。在理想情况下，假定形成的晶核是半径为r的球形。亚稳定相中的原子或分子转变成稳定固相中的原子或分子的相变会产生自由能的变化，理想情况下主要由体自由能的变化和界面能（面自由能）的改变组成。因此在成核的相变过程中，体系总的自由能（ΔG）的改变如图3－26a所示。

图3－26 晶核成核和生长过程中自由能与成核速率的变化（据Higgins，2006）

在某一半径rc处，自由能达到极大值，这个半径rc称 “临界半径”。在自然情况下，自由能的变化趋势总是ΔG→0的。因此，当r＜rc时，晶核不能稳定存在；只有当r＞rc时，晶核才能稳定存在，晶体才能继续生长。将达到临界半径的晶核，称为临界晶核（critical nucleus）。

在一定温度下，溶液中形成的 “临界晶核” 的几率会随温度的降低而快速上升。临界晶核失掉一个原子，便会不稳定；而若得到一个原子将变成稳定晶核。因此临界晶核是否会变成稳定晶核也存在一个 “几率” 问题。一个原子要从液相中迁移到晶核上，就必须要有一定的活化能来克服势垒。也就是说，临界晶核形成晶核的可能性与具有的活化能的原子数成比例。溶液中具有活化能的原子也存在一个几率问题，即过冷度越大，具有活化能的原子越少。单位时间、单位体积内产生的晶核数目，称为成核密度（nucleationdensity），代表了熔体自发形成晶核能力的大小，从侧面反映成核速率。

另外，成核速率还受到岩浆粘度、温度、氧活度的影响。实验证明，镁铁质岩浆中橄榄石和氧化铁矿物比辉石更容易成核，而辉石成核又比长石和石英容易得多。

2晶体生长（crystal growth）

在岩浆固结过程中，系统中两相共存，一个是固相（晶体），另一个是熔体和气相，后者称为环境相或流体相。因此，晶体生长就是环境相转变为晶体相的相变过程。相变过程中释放或吸收的热，称为相变潜热。从原子尺度来看，每时每刻都有大量原子离开结晶界面进入环境相，同时又有大量的原子从环境相进入界面上晶格中的结晶位置，导致晶体长大。单位时间内晶体粒径增长的线度大小，称为晶体生长速率（crystal－growth rate），单位为cm/s或μm/s。

扩散速率是晶体生长的一个控制因素。晶体生长时，流体成分会不断发生改变，如果没有源源不断的物质迁移到晶－液界面处，晶体生长速度将会明显下降。离子扩散以及流体对流使得结晶作用继续下去。制约扩散的因素有温度、压力、水逸度、氧逸度、扩散介质以及元素性质。温度越高，扩散系数越大；扩散系数会随压力增大而减小；水逸度大，能加快系统中离子的扩散速度；氧逸度对过渡型金属离子的扩散速率有明显的影响。原子在固相中扩散要比液相中慢得多，不同的矿物中离子扩散速度有别。斜长石中原子扩散很慢，因而结晶和冷凝过程中易保留环带；橄榄石和辉石中原子扩散速度相当快，在侵入岩中较少见环带，只在喷出岩冷却快速的条件下，才能保留环带。同一矿物，在不同的结晶学方向上扩散速率也是有差别的。对硅酸盐熔体来说，熔体的成分对扩散速率的影响较大。一般来说，熔体的聚合程度愈高，其中的离子的扩散系数越小，如橄榄拉斑玄武质熔体（1300℃）中扩散系数为25×10－7cm2/s，而对于黑曜岩熔体（900℃）来说，扩散系数为61×10－10cm2/s。因不同成分的熔体具有不同的结构，而熔体结构对熔体中组分的扩散能起重要制约作用。另外，元素性质也会影响扩散速率。一价离子的扩散速率随着离子半径的增加而减小。对于二价、三价离子来说，离子半径对扩散速率没有什么影响。随着离子电荷的增加，扩散速率降低。

图3－27 成核速率和晶体生长速率随过冷度的变化曲线（据Veron2004）

成分复杂的熔体中，随着结晶作用的进行，一些化学成分会逐渐减少，在晶－液界面和周围流体间会形成成分梯度。成分梯度的陡缓要视结晶速度和扩散速率而定。若晶体生长很慢，周围熔体则有充分的扩散时间；若由于快速冷却而导致扩散速率急剧下降，则会停止结晶，周围物质也不会再起作用。

3过冷度与结晶程度及矿物颗粒大小的关系

图3－27为理想的成核速率及晶体生长速率曲线图。当过冷度很低时，成核速率（N）低，生长速率（G）高，形成数量少个体大的自形晶；若过冷度中等，成核密度和生长速率都较大，往往形成数量较多个体较小的自形晶；过冷度进一步增大，则形成一些骸晶或枝晶到球粒（图3－28）；过冷度达到极限时，成核作用停止，形成大量玻璃。

图3－28 在不同过冷度下斜长石晶体形态的变化（据Lofgren，1980，有修改）

Swanson（1977）实验研究了花岗岩岩浆结晶时，石英、碱性长石、斜长石的成核密度及晶体生长速率与过冷度的关系。图3－29表明，不同矿物的曲线变化趋势是一致的。首先，在过冷度相当低的情况下，没有自发晶核的形成，无晶体晶出。当过冷度增大时，开始有少量晶核产生，晶体也开始缓慢生长。当过冷度继续增大，成核密度越大，晶体生长速率也越快，易形成粗粒结构。过冷度增大到一定程度后，成核密度基本上保持稳定，但晶体生长速度却随过冷度的增加而迅速下降，于是岩石依次出现中粒、细粒结构和隐晶结构。当过冷度增大到相当大时，这时岩浆来不及形成晶核即已经迅速凝固，形成玻璃质。

（二）鲍文反应原理

鲍文反应原理是鲍文等（1922）根据玄武质岩浆冷却结晶过程的人工实验提出的。主要内容是：在岩浆结晶过程中，先析出的矿物因物理化学条件的改变与剩余岩浆发生反应，使成分发生变化并产生新的矿物；随着温度的降低，反应继续进行，便有规律地产生一系列矿物。这个矿物系列称为鲍文反应系列，如图3－30所示。

图3－29 含w（H2O）＝35％的人工合成花岗岩的成核密度和晶体生长速度曲线（据Swanson，1977）

图3－30 鲍文反应系列（据Bowen et al，1922）

1连续系列

反映岩浆结晶过程中斜长石系列的生成顺序。该系列的矿物在结晶过程中成分上有连续渐变关系。从高温到低温依次为由钙质斜长石向钠质斜长石转化，但矿物的结晶格架不发生大的改变。

2不连续系列

表示镁铁质矿物从岩浆中晶出的先后顺序。相邻矿物之间结晶格架发生显著的变化，在上下两类矿物间不存在类质同象替代关系。如橄榄石与熔体反应可形成辉石，反应不完全时还可保存橄榄石的残余，形成反应边结构，其中，辉石和橄榄石之间无论在成分还是结构上都是不连续的。

随着岩浆的冷却，就同时从岩浆中析出一种斜长石和一种镁铁矿物，两者互相独立地进行。两个系列之间位于同一水平的矿物可以构成共结关系，共结物成分相当于某类岩石的主要矿物成分。两个分支在下部汇合成简单的不连续系列，石英是系统最后结晶的产物。

鲍文反应原理能够解释以下岩石学现象。(1)玄武岩浆经过分离结晶作用可形成较酸性的变种。(2)岩浆中造岩矿物的结晶顺序及共生规律：位于反应系列上部的矿物早结晶，结晶温度高；位于反应系列下部的矿物晚结晶，结晶温度较低。两个系列中温度相当的矿物如辉石与基性斜长石可以共生，角闪石与中酸性斜长石共生，等等。(3)同化混染作用：由于温度高低的不同，较基性岩浆能熔化较酸性的捕虏体，反之则不能，除非酸性岩浆处于过热状态。(4)斜长石的正环带结构及暗色矿物的反应边结构。

鲍文反应系列是火成岩研究中的一项重要成就，对于分析钙碱性岩浆中矿物的一般共生规律是很有意义的；也有助于解释火成岩的成因和多样性。但自然界中岩浆结晶情况要比鲍文反应原理复杂许多，因而鲍文反应系列也有其局限性。

大家应该知道，包大人也叫包，因为包大人被仁宗封为龙图阁大学士。其实这种说法是不正确的。在中国历史上，内阁大学的建立始于明代。明初设中书省，其长官叫宰相，平章，参政，后废。武十五年，任用大学士为顾问，定为“正五品”。在明代，大学生开始参与政治事务。明仁宗后，成为事实上的宰相。明朝世宗时，四馆、两馆任大学士，常任职于田字馆馆下，故称内阁大学士。所以在包拯的时候，没有大学士，更不用说龙图阁的人了！后世的剧作家，出于剧情需要，虚构了一个宋代龙图阁的大学士！

那么，这个办公室有原型吗？一些

宋代有一个专门的职衔内阁学士，简称“内阁职”。有学士、直学士、候制、直柜四个等级。在宋代，每一个皇帝死后，都会建一个亭子，收藏上一任皇帝留下的文物。例如，龙图阁包含“唐太宗的皇家书籍，皇家收藏，经典，，珍宝，以及来自宗正寺的书籍和家谱”。后来南宋时期又有天丈亭、鲍文亭、仙墨亭、卫慧亭、文赋亭、张欢亭、文华亭、墨宝亭、张苞亭、贤文亭等。在北宋，龙图阁学士可以说是代表了最有学问的职位。人们称龙图阁学士为老龙，龙图阁学士为大龙，龙图阁学士是要做成小龙的。

原来，中国最有影响力的戏剧京剧形成于清朝。所以服饰的设定带了清朝的影子。皇帝穿的服装被设定为绣花长袍。所以包大人的服装就是戏曲里的服装。

莽袍和龙袍的形制非常相似。那就要看爪子了。四爪是绣袍，五爪是龙袍。而这是电视剧里的错误。

1四种基因（遵循孟德尔第一定律和第二定律）

2F1中不含有同源染色体，因此不能通过减数分裂产生配子。

3，低温诱导，秋水仙素在有丝分裂中期处理。

4，多倍体，植株高大，结实率高，营养物质丰富，杂种优势（抗虫）

5，扩大了植物的基因库，增强了农作物的适应能力，保留了有利性状，有利于进化。

一、岩浆岩的化学成分

（一）岩浆岩的主要造岩元素

根据地壳中元素丰度值的研究，地壳主要由元素O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K组成，它们占地壳总质量的98%以上，称为主要造岩元素。岩浆岩的主要造岩元素也是这些元素，其中含量最多的是：O、Si、Al、Ca、Fe、Mg、Na、K、Ti，它们占岩浆岩总质量的9925%（表1-1-1），占体积的942%。

表1-1-1 岩浆岩平均化学成分表

（据FWClark和HSWashington，1924）

由表1-1-1 看出，SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、K2O、Na2O和H2O九种氧化物最为主要，占岩浆岩平均化学成分的98%左右。其中SiO2是岩浆岩的基本成分，据SiO2含量把岩浆岩分为超基性岩（SiO2＜45%）、基性岩（SiO245%～53%）、中性岩（SiO253%～66%）、酸性岩（SiO266%～75%）以及超酸性岩（SiO2＞75%）。

在岩浆岩中，各种主要氧化物之间关系很密切，如图1-1-1 所示，以SiO2含量为横坐标，做出相应的六种氧化物的变化曲线。可以看出，岩浆岩中各种氧化物随SiO2含量的增减呈有规律的变化：随着SiO2含量的增加，FeO及MgO逐渐减少，也就是说，基性岩中FeO及MgO比酸性的岩石中的要多；反之随着SiO2含量的增加，K2O和Na2O的含量增加，超基性岩中几乎不含K2O、Na2O；CaO、MgO、Al2O3在纯橄榄岩中含量很低，但在辉石岩和基性岩中随 SiO2增加先急剧增加，而后又逐渐下降。

图1-1-1 岩浆岩中SiO2与其他主要氧化物之间的关系

Na2O 和 K2O 的含量虽不及FeO、Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3等高，但在岩浆岩研究中意义很大，通常把Na2O＋K2O质量分数之和称为全碱含量（碱的含量，用ALK表示）。常用里特曼（Rittmann，1957）指数（σ）反映岩石的碱性程度：

σ＝［w（Na2O）＋w（K2O）］2/［w（SiO2）-43%］

σ越大，碱性程度愈强。σ＜33 者称为钙碱性岩；σ为33～9 者为碱性岩；σ＞9者为过碱性岩。碱性岩与钙碱性岩的矿物组合区别见表1-1-2。

表1-1-2 碱性和钙碱性岩石矿物组合的对比

（二）岩浆岩中的微量元素

除了主要造岩元素外，岩浆岩中还有一些含量甚微的元素，其总量一般不超过千分之一，称为微量元素，又称痕量元素，它们的含量多以10-6（即百万分之一，过去曾用ppm）来表示。不同的岩石，随主要造岩元素含量的变化，其微量元素也呈现规律性变化。岩石酸度增加，K及Na的含量也增高，以类质同象代替K、Na的第一族碱金属微量元素Li、Rb、Cs的含量也随之增加；相反，对于亲铁元素如V、Co、Ni、Cr等，随着岩石酸度增高，其含量急剧降低，但随着岩石基性程度增高，而明显增加。岩石的碱度增高，明显有利于稀有元素的富集。

（三）岩浆岩中的稀土元素

稀土元素（REE）一般指原子序数为57～71 的元素：La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu 以及 Sc（21）、Y（39），一般为三价态（除Ce4＋和Eu2＋外），这是一组化学性质近似、难熔且难分离的元素族，前六个元素加上Eu称为轻稀土，归铈族，其总量以ΣLREE表示；后九种元素（Gd-Lu＋Y）属钇族，称重稀土，其总量以ΣHREE表示。它们在地球重力场的作用下，在岩浆形成、演化过程中，由于稀土元素本身性质差异及在矿物中赋存状态的不同，轻、重稀土元素发生分异，这种分异导致稀土元素丰度值的变化，称稀土元素的分馏。

二、岩浆岩的矿物成分

除极少数玻璃质岩石以外，绝大部分岩浆岩都由矿物组成。组成岩浆岩的矿物常见的不过20多种，这些构成岩石的矿物通称为造岩矿物。

（一）硅铝矿物和铁镁矿物

常见造岩矿物根据其化学成分特点可分为两类：

（1）硅铝矿物：SiO2与Al2O3的含量较高，不含Fe、Mg，包括石英、长石类及似长石类。这些矿物颜色较浅，又称浅色矿物或淡色矿物。

（2）铁镁矿物：FeO与MgO的含量较高，SiO2含量较低，包括橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云母类等。这些矿物的颜色一般较深，又称暗色矿物。

暗色矿物和浅色矿物在岩浆岩中的比例，是岩浆岩鉴定和分类的重要标志之一。岩浆岩中暗色矿物的体积百分含量称色率。根据岩浆岩的色率，可大致推知岩石的化学性质、岩石分类等，如浅色的花岗岩（色率0～30），反映岩石中SiO2含量高，属酸性岩类。

（二）主要矿物、次要矿物、副矿物

根据矿物在岩石中的含量及其在岩浆岩分类中所起的作用可分为：

（1）主要矿物：指岩石中含量高并在确定岩石大类名称上起主要作用的矿物。例如，花岗岩类的主要矿物是石英和钾长石，没有石英或石英含量不高，则岩石为正长岩类，没有钾长石则为石英岩或脉石类，所以对于花岗岩来说，石英、长石为主要矿物。

（2）次要矿物：指岩石中含量次于主要矿物的矿物，对划分岩石大类不起主要作用，但对确定岩石种属起一定作用的矿物，含量一般小于15%。如闪长岩类，石英是次要矿物，闪长岩中有石英（含量达5%）者称石英闪长岩，无石英或石英＜5%者，则称闪长岩，但二者均属闪长岩大类，所以对闪长岩来说，石英是次要矿物。

（3）副矿物：岩石中含量很低，通常不到1%。它们通常不参与岩石命名，只有对岩石成因或成矿方面有特殊意义时，有选择地用作岩石定名的前缀。如独居石花岗岩，独居石以副矿物存在，但指示该花岗岩富稀土元素。

（三）岩浆岩矿物的成因类型

岩浆岩矿物按其形成的阶段及形成时的物理化学条件分为：

（1）原生矿物：是在岩浆冷却过程中形成的矿物。按成因特点又可分为正常矿物、残余矿物和反应矿物三个亚类。

——正常矿物：是直接从岩浆中结晶出来而且在岩石形成过程中相对稳定的矿物，如喷出岩中新鲜的透长石斑晶。

——残余矿物和反应矿物：矿物从岩浆中析出后，温度、压力、成分等发生变化，使这些矿物受到部分反应、分解，其中尚未遭受变化的残余部分称为残余矿物。而反应、分解所形成的新矿物称反应矿物。例如，如岩浆中析出的镁橄榄石，与岩浆中SiO2反应形成顽火辉石，那么顽火辉石就是反应矿物，而未反应完、残留的橄榄石就是残余矿物。

（2）成岩矿物：在岩浆中完全结晶后，外界物理化学条件的变化使原生矿物发生转变而新形成的矿物称成岩矿物。如高温β-石英转变成低温α-石英。

（3）岩浆期后矿物：在岩浆基本凝固成固体的岩石后，由于受残余挥发分和岩浆期后溶液的作用（蚀变、交代及充填）而生成的矿物称岩浆期后矿物。它们往往交代原生矿物或填充在矿物的孔隙和晶洞中。它既包括气成矿物，如电气石、萤石、黄玉等，也包括那些交代变质矿物，如橄榄石变成蛇纹石、滑石、皂石，斜长石的钠黝帘石化（即钠长石、黝帘石等）矿物。

（4）他生矿物：它们是由岩浆同化了围岩和捕虏体所形成的矿物。在纯净的正常岩浆中不会析出这类矿物。如花岗岩与富铝泥质岩石接触出现的富铝矿物：堇青石、红柱石及铁铝榴石等；与碳酸盐岩类接触时往往出现富钙矿物：钙铁榴石、透辉石、硅灰石等。

（5）外生矿物：又称表生矿物，是岩石受到各种外界营力（主要是地表风化）而形成的矿物，如钾长石风化成高岭土等。

（四）岩浆岩中矿物结晶顺序的确定

1根据岩石中矿物的特征确定矿物结晶顺序

（1）矿物颗粒的相对自形程度：一般来说矿物自形愈好，晶出愈早，至少结晶期结束早的比结晶期结束晚的自形好。

（2）矿物的包裹关系：一般被包裹的客晶形成早于包裹它的主晶。

（3）矿物晶体的相对大小：一般大的矿物先结晶，小的矿物后结晶。但也有许多例外情况，如同时结晶的矿物就有大小之分，而对交代作用形成的矿物则是后形成的，反而更大。

（4）矿物共生组合关系：如果花岗岩中自形的榍石被黑云母或斜长石包裹，且晶体延长方向切穿它们的解理方向，那么这种榍石应为岩石早期结晶的产物；但如果见到的是不规则或呈自形的榍石晶体，分布于绿泥石中部或边部附近，绿泥石是后期蚀变矿物，则这种榍石一般认为是黑云母变为绿泥石时，析出Ti、Ca等元素生成的，即使榍石为自形晶，但分布于解理、裂隙中者，也很可能是后来形成的。

但是实际应用这些原则时仍需注意其他因素，如：①矿物中由液态包裹体结晶的客晶应当晚于主晶形成；②晚期溶液沿着晶体的细小裂缝如解理渗入而形成的矿物，容易误认为是结晶较早的被包裹的客晶；③固溶体的出溶；④岩浆后期及岩浆期后的交代蚀变现象；⑤某些早期形成的矿物受残余岩浆的熔蚀形成的他形晶；⑥晚开始结晶成的矿物，其自形程度也可能比早期结晶的矿物好，如伟晶岩中的电气石晶体。

2根据鲍文反应系列确定矿物的结晶顺序

1922年鲍文（NLBowen）在模拟玄武岩浆结晶作用时，结合岩石观察，从中总结出岩浆岩矿物生成的一般规律——鲍文反应系列。其主要内容是：岩浆在结晶过程中，先析出的矿物由于物理化学条件的改变与剩余岩浆会发生反应，矿物成分会发生变化而产生新的矿物。随着温度的降低，反应继续进行便有规律地产生一系列矿物，称反应系列。反应系列分两支（图1-1-2）。

图1-1-2 鲍文反应系列

（1）连续系列：反应岩浆结晶过程中浅色矿物（斜长石系列）的生成顺序。该系列的矿物在结晶过程中成分呈连续渐变的关系，从高温到低温依次为钙质斜长石向钠质斜长石方向变化。

（2）不连续系列：表示暗色矿物（铁镁矿物）从岩浆中晶出的先后顺序，相邻矿物之间结晶格架发生显著变化，所以在上下两类矿物间不存在类质同象替代关系。

随着岩浆的冷却，岩浆中同时析出一种斜长石和一种暗色矿物，两者相互独立地进行。两支之间位于同一水平的矿物可构成共结关系。共结物成分相当于某类岩石的主要成分，两分支在下部汇合成简单的不连续系，石英是它的最后产物。

1972年海德曼（DWHyndaman）对鲍文反应系列做了一些修正（图1-1-3），增补了第三个分支——钾钠长石系列，表示富钾的钾钠长石可与基性斜长石共生，而富钠的钾钠长石可与酸性斜长石共生。从不连续系中分出一个分支，用以反映玄武岩浆与碱性玄武岩结晶作用过程中矿物的共生规律。如在橄榄玄武岩中，橄榄石或斜长石最先结晶，其次是辉石，但在拉斑玄武岩中，辉石和斜长石同时结晶。

图1-1-3 经海德曼修正的鲍文反应系列

鲍文反应原理是岩浆岩研究中的一项重要总结和概括，从理论上可解释一些基本规律：①能说明岩浆岩中一般矿物的结晶顺序与共生规律；②能解释岩浆岩种属多样性的原因；③能解释斜长石的环带结构和暗色矿物的反应边结构。

但是想用它去说明一切岩浆岩都是由玄武岩浆演化而来的观点是片面的，因为根据鲍文反应原理去解释与基性岩共生的小型花岗岩岩体是可能的，但用它去解释一切花岗岩成因是不可能的。因为在大陆上花岗岩岩体的体积比玄武岩要大25倍，它不可能全是玄武岩浆的分异产生，此外矿物结晶顺序也不是固定不变的，它与岩浆中造岩元素的浓度、性质及相互关系有关。

三、矿物成分与化学成分的关系

岩浆岩中的矿物组合，是自然界的一种有规律的矿物共生现象。这种共生除了受其形成的温度、压力等因素影响外，主要取决于岩浆岩的化学成分。

（一）SiO2含量对岩浆岩中矿物共生组合的影响

在岩浆岩中，SiO2与其他金属氧化物结合形成各类硅酸盐矿物，从而决定岩浆岩中矿物的共生组合。石英的出现表示岩浆岩中 SiO2含量过剩，它是硅酸盐熔体中游离的SiO2结晶的产物，所以石英是岩浆岩中SiO2过饱和的指示矿物。如果岩浆中SiO2含量不足，这样的岩浆岩中就会出现镁橄榄石或似长石，所以说，镁橄榄石、似长石的出现是岩浆中SiO2不饱和的标志。硅酸盐熔体中富含铁镁而SiO2含量适度，这类岩浆岩中能出现斜方辉石。

岩浆岩中不饱和矿物镁橄榄石与过饱和矿物石英，在平衡的条件下，不能共生。因为镁橄榄石和熔体中的SiO2反应，则形成饱和矿物顽火辉石。其反应式如下：

岩石鉴定

与此类似，在某些富含钾钠的岩石中，SiO2通常与Al2O3、K2O、Na2O结合形成大量的钾钠长石，如SiO2含量不足时只能生成似长石（如霞石、白榴石等）。凡出现似长石类矿物的岩浆岩，都指示SiO2不饱和。在平衡条件下，石英和似长石不能共生，硅酸盐熔体中的SiO2会与霞石、白榴石反应形成钠长石和正长石：

岩石鉴定

根据SiO2与其他氧化物的比例，即根据岩浆岩中有无石英或不饱和矿物，将岩浆岩分为：过饱和（含石英）岩石、饱和岩石（不含石英也不含不饱和矿物）和不饱和岩石（含不饱和矿物）等三大类。代表性的饱和、不饱和矿物见表1-1-3。

表1-1-3 饱和与不饱和矿物一览表

按照岩石中SiO2渐增的顺序，不同成分岩浆岩矿物的共生组合不同。现以钙碱性岩石为例：在超基性岩中，SiO2的含量低于45%，富含FeO、MgO，而K2O、Na2O含量低，因此，表现在矿物成分上，铁镁矿物占主要地位（色率达90 以上），主要是辉石和橄榄石。在基性岩中，SiO2含量为45%～53%，FeO、MgO 较超基岩中的减少，另外Al2O3、CaO大量出现，因此表现为辉石和基性斜长石共生，暗色矿物占40%～90%（一般40%～70%）。中性岩中SiO2增至53%～66%，FeO、MgO、CaO均较前减少，而K2O、Na2O的含量相对增加，因此，在中性岩中角闪石常与中性斜长石共生，暗色矿物占15%～40%。酸性岩中，SiO2达66%以上，FeO、MgO、CaO大大减少，而K2O、Na2O显著增加。因此，在酸性岩中常出现钾长石、酸性斜长石、石英、黑云母，暗色矿物含量＜15%。各大类岩浆岩矿物成分变化的关系如图1-1-4所示。

图1-1-4 岩浆岩矿物成分变化简图

（二）碱质的含量对矿物共生组合的影响

除了SiO2之外，碱质（K2O＋Na2O）的含量对岩浆岩矿物共生组合也有重大影响。岩浆岩中碱质的含量一般随着 SiO2含量的增加而增加，但在 SiO2含量相同的岩石中，K2O及Na2O含量比正常的偏高，就会形成碱度大的岩石，据里特曼指数（σ）不同，岩石的碱度不同，矿物的组合特点不同（表1-1-4）。

（三）Al2O3含量对岩浆岩矿物成分的影响

Al2O3的含量对铝硅酸盐矿物的种属影响很大，根据Al2O3与CaO、K2O、Na2O的相对值及在矿物成分上的反映划分为：

（1）过铝质岩石：Al2O3＞CaO＋K2O＋Na2O，特征矿物是白云母、黄玉、电气石、锰铝-铁铝榴石、刚玉、红柱石或矽线石。

（2）偏铝质岩石：K2O＋Na2O＜Al2O3＜CaO＋K2O＋Na2O，出现的铝硅酸盐矿物为黑云母、角闪石、黄长石。

表1-1-4 碱度不同的岩浆岩中矿物组合特征

（3）亚铝质岩石：Al2O3＝K2O＋Na2O，主要含铝矿物是长石和似长石。

（4）过碱质岩石：Al2O3＜K2O＋Na2O，Al2O3＜K2O，较少见，以出现碱性铁镁质矿物为特征。如霓辉石、霓石、钠闪石、碱锰闪石和斜红闪石等。

（四）挥发分对岩浆岩矿物成分的影响

除了上述主要成分影响矿物共生组合外，还要考虑岩浆中挥发分的影响：在基性、超基性岩浆结晶时，常见的是后期蚀变产生的次生产物如绿泥石、蛇纹石；中性岩中挥发分加入暗色矿物形成角闪石等；酸性岩中挥发分更为富集，除形成角闪石、黑云母外，尚能出现电气石、绿柱石、黄玉、萤石等，它们在伟晶岩中尤为常见。

在挥发分的作用以及碱金属活动的影响下，稀有元素将发生迁移和富集，在岩石中形成许多含稀有、稀土、放射性元素的矿物，如锆石、独居石、褐帘石等。

在地表喷出条件下，挥发分大量散失，所以含挥发分的矿物如角闪石、黑云母都不稳定（斑晶暗化，基质中不见），仅出现一些高温、低压下稳定的不含挥发分的矿物，如易变辉石、透长石、高温斜长石、高温石英、白榴石等，这些在深成岩中是不会出现的。

没有。但他们有过一次冲突