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tamoadmin 2024-10-14 人已围观
简介岩石是由矿物、显微结晶质和玻璃质等组分组成的,这些物质可笼统称之为颗粒,它们可以以单一的晶体、多晶集合体或晶簇,以及其他微晶质或玻璃质集合体的形式出现。火成岩的结构(texture),就是指组成火成岩的物质的结晶程度、颗粒大小、颗粒形态、颗粒取向以及颗粒之间的相互关系。结构一般在手标本或薄片尺度上观察。以下主要描述熔岩和侵入岩的结构,与火山碎屑岩相关的结构将在第十章中介绍。(一)结晶程度(crys
岩石是由矿物、显微结晶质和玻璃质等组分组成的,这些物质可笼统称之为颗粒,它们可以以单一的晶体、多晶集合体或晶簇,以及其他微晶质或玻璃质集合体的形式出现。火成岩的结构(texture),就是指组成火成岩的物质的结晶程度、颗粒大小、颗粒形态、颗粒取向以及颗粒之间的相互关系。结构一般在手标本或薄片尺度上观察。以下主要描述熔岩和侵入岩的结构,与火山碎屑岩相关的结构将在第十章中介绍。
(一)结晶程度(crystallinity)
结晶程度是指岩石中结晶质部分(矿物晶体)和非晶质部分(火山玻璃)之间的比例。
1.全晶质结构(holocrystalline texture)
岩石完全由结晶的矿物组成(图3-2a),不含玻璃质。全晶质结构表明岩石形成于缓慢冷却的岩浆系统中,使晶体有较充分的时间生长,一般为侵入岩所具有,如花岗岩。
2.半晶质结构(hypocrystalline/hemicrystalline texture)
岩石中既有结晶矿物又有玻璃质(图3-2b),半晶质结构见于火山熔岩和部分浅成岩中。
图3-2 全晶质与半晶质结构(据Williams et al.,1982)
3.玻璃质结构(glassy texture,hyaline texture)
岩石几乎全部由未结晶的火山玻璃组成,又称全玻璃质结构。璃质结构见于火山熔岩和部分浅成、超浅成侵入岩边缘(冷凝边等),如黑曜岩。
在手标本上,玻璃质呈玻璃光泽,贝壳状断口,多呈现不同的颜色,如黑色、砖红色、褐色、灰绿色等。薄片中,为均质体属性,无解理或有珍珠状裂理,低负突起到中正突起,折射率取决于火山玻璃或岩石的成分。随SiO2含量增大,火山玻璃的折射率降低。因此,可以依据火山玻璃的折射率,大致判断岩石的成分范围。玻璃质是岩浆快速冷却情况下形成的。由于原子的排列处于完全无序的状态,具有很高的自由能,因此玻璃质是一种十分不稳定的固态物质。随着地质时代的增长,玻璃质将逐渐转变为稳定态的结晶质,这一过程称为脱玻化作用(devitrification)。一般说来,中生代以前的古老火山岩中很难见到玻璃质,中生代火山岩中的玻璃质大多已脱玻化,只有在新生代火山岩中的玻璃质相对保存较好。
脱玻化作用是一个很缓慢的过程。脱玻化的最初阶段,会生长一些颗粒极细的雏晶(crystallite)。雏晶是开始结晶的晶芽,往往呈毛发状、棒状或球状,还没有表现出结晶物质的特征,在正交偏光下没有光性反应。按雏晶外形可分为:
◎球雏晶(globulite):极细球状雏晶。
◎球雏晶团(globospherites):呈紧密集合的球状雏晶。
◎串珠雏晶(margarites):排列成链状或串珠状的球状雏晶。
◎发雏晶(trichite):呈毛发状弯曲的雏晶。
雏晶可以是脱玻化的最初产物,也可以是岩浆快速冷却时产生的产物。若岩石主要由雏晶组成,则其结构称雏晶结构(crystallitic texture)(图3-3a)。雏晶结构多见于酸性的火山岩中,如珍珠岩、松脂岩、黑曜岩等。
雏晶进一步可长成骨骼状,但仍没有形成完整的晶体,此时称为骸晶(skeletalcrystal)。岩浆快速冷却也可以直接形成骸晶。骸晶之后长成微晶(microlite)。微晶已具有结晶物质的性质,在正交偏光下有光性反应,但仍无法鉴定。仅由石英和长石组成的微晶结构称霏细结构(felsic texture)或长英质结构。呈纤维状由一个共同的中心向外呈放射球状生长的微晶称球粒(spherules)(图3-3b)。球粒在正交偏光下转动物台经常出现十字消光。球粒的成分可以由一种碱性长石组成,纤维间的空隙被玻璃所充填,也可以由碱性长石和石英按共结比组成。主要由球粒组成的岩石结构称球粒结构(spherulitic texture)。球粒结构常见于酸性熔岩中。当球粒的成分由斜长石与普通辉石组成时称为球颗,球颗通常有比球粒更粗的内部构造。具球颗特点的岩石结构称球颗结构(variolitic texture)。这种结构多出现于基性火山岩(玄武岩)及铸石、石陨石中。
图3-3 雏晶和球粒结构(据孙鼐和彭亚鸣,1985)
要注意的是,全晶质结构包括显晶质结构(phaneritic texture)和隐晶质结构(aphanitictexture)两种。在肉眼或放大镜下可分辨出矿物晶体者(矿物的粒径一般在1mm以上),称为显晶质结构,它属于侵入岩的结构;而只有在显微镜下才能分辨出矿物颗粒者(一般粒径小于0.2mm),称为隐晶质结构,一般为浅成岩和喷出岩所有(如霏细岩)。手标本上,隐晶质结构与玻璃质结构有时不易区分,但隐晶质结构没有玻璃质结构那样的玻璃光泽和贝壳状断口,而常常是以瓷状断口为特征。
(二)颗粒大小(granularity or grain size)
颗粒大小指的是岩石中主要造岩矿物颗粒的大小。颗粒大小的定义有多种,包括三维的颗粒大小及在平面上投影出来的颗粒大小,这里指的是颗粒在平面上的平均粒径。由于颗粒的各向异性和不同方向上粒径的差异,在不同截面上观察到的颗粒大小和分布特征就可能存在明显差别。因此,在手标本观察和磨制薄片时,要注意观察多个方向截面上的差异,使观察的面或磨制的薄片具有代表性。在进行粒度统计时,重点要集中在主要造岩矿物上。目前,对火成岩结构的定量研究获得了很大发展,但最方便进行定量研究的还是晶体的大小分布(Higgins,2006)。定量研究晶体大小分布,能提供岩浆系统的热历史以及成核和晶体生长机制的信息。
根据矿物颗粒的相对大小,可分为等粒和不等粒两类结构。然后再根据颗粒的绝对大小作进一步的划分。
1.等粒结构(equigranular texture)
全晶质岩石中主要矿物颗粒的大小大致相等。
根据矿物颗粒的粒径,显晶质结构还可进一步划分为:
◎细粒结构(fine-grained texture):d=0.2~2mm;
◎中粒结构(medium-grained texture):d=2~5mm;
◎粗粒结构(coarse-grained texture):d =5~25mm;
◎伟晶结构(pegmatitic texture):d >25mm。
隐晶质结构也可进一步分为:
◎微晶结构(microcrystalline texture):d <0.2mm;在显微镜下才能看得见晶体。
◎显微隐晶结构(cryptocrystalline texture):晶体太小,在显微镜下也不容易分清颗粒边界。在火山岩层内部和受强烈脱玻化影响的岩石,就发育这种结构。
图3-4总结了岩石的结晶程度、颗粒大小与岩石结构的对应关系。
图3-4 结晶程度、颗粒大小与火成岩结构(据Raymond,1995,有修改)
2.不等粒结构(inequigranular texture)
岩石中几种主要矿物颗粒的大小不等。如果不同粒度的颗粒都有,形成一个连续的粒度系列,称为连续不等粒结构(seriate inequigranular texture)。
3.斑状结构(porphyritic texture)与似斑状结构(porphyaceous texture)
岩石中的矿物颗粒分为大小明显不同的两群,大的称为斑晶,细小的部分称为基质。因此,这类结构实际上是一种双峰式不等粒结构(bimodal inequigranular texture)。按照我国的习惯用法,如果基质是由隐晶质和玻璃质组成的,就称为斑状结构;如果基质是显晶质,则称为似斑状结构(图3-5)。欧美国家很少使用似斑状结构一词,在他们的教科书中,不论基质结晶程度如何,凡是矿物颗粒大小能分成两群的,都统称为斑状结构。
按照我国习惯的用法,斑状结构常见于浅成岩和喷出岩中。斑状结构的形成与岩石结晶过程中物理化学条件的变化有关。斑晶和基质形成于不同世代,斑晶一般是在深处或岩浆上升过程中结晶的,而基质是岩浆在地表或近地表快速冷凝条件下固结和快速结晶而成的。地下深处生成的斑晶到达地表或近地表时,由于物化条件的明显变化,矿物就变得不稳定。由于压力降低会使矿物的熔点降低,加上地表氧化条件结晶放出的潜热,就会引起已结晶的矿物遭受熔蚀,从而在斑晶边缘或内部产生熔蚀结构(resorption texture)。
图3-5 斑状结构(据Williams et al.,1982)
对于含挥发分的斑晶矿物(角闪石、黑云母等),常因低压、高温、氧化、脱水等原因,在斑晶的边部出现不透明的边缘,称之为暗化边结构(opacitic border texture)。例如,黑云母、角闪石暗化边的形成,可由下列反应引起(邱家骧,1985):
岩石学(第二版)
图3-6 似斑状结构(http://pediaview.com/openpedia/Porphyritic)
暗化边由极细粒的磁铁矿和高温无水的透长石、白榴石、橄榄石、辉石等集合体组成。暗化边的存在表明,角闪石及黑云母等含挥发分的矿物在地表的低压条件下是不稳定的。因而,含挥发分矿物一般不出现于火山岩的基质之中。如果在基质中出现暗化的角闪石、黑云母微晶,一般为侵入的浅成岩。
当矿物晶体从高温变体转变成低温变体时,体积会收缩,如常压下β-石英转变成α-石英时,沿a轴方向收缩2.1%,c轴方向则为1.3%。这种不均匀的收缩在熔岩和次火山岩中是快速发生的,常常使斑晶产生裂缝。在次火山作用条件下,挥发分由相对高压进入相对低压而发生膨胀释放,但又不能自由逸出地表,所以造成涡流,在滚动中使碎裂的斑晶进一步分裂,但不离散,形成碎斑结构(porphyroclastictexture)。它是酸性次火山岩常见的结构。
由于似斑状结构的基质为显晶质图3-6),故属于侵入岩的结构。斑状结构和似斑状结构的区别,除了基质结晶程度的差异外,很重要的一点是,斑状结构中斑晶与基质是不同世代的产物;而似斑状结构,斑晶与基质基本上是同一世代的产物,但开始结晶的先后不同。似斑状结构中斑晶与基质属于同一世代的证据是:二者在结构状态和成分上都接近或一致,斑晶的边部没有熔蚀现象或暗化边;由于斑晶与基质中矿物是同时生长的,基质的颗粒往往从边缘插到斑晶中,斑晶就可能不具有平整的晶面。如果斑晶和基质矿物在大小上没有显著区别,就过渡为连续不等粒结构。
(三)颗粒形态(grain shape)
矿物颗粒的形态是由晶体习性、生长环境、结晶后的熔蚀和变形等因素所决定的。在薄片中,晶体的轮廓主要由矿物晶面的完整性来反映,可以大致划分为自形、半自形和他形三种。自形晶(euhedral crystal)具有完整的晶面和规则的形态,一般是岩浆结晶早期阶段的产物;半自形晶(subhedral crystal)只有部分晶面发育完整,部分晶面发育不完整;他形晶(anhedral crystal)的形态不规则,找不到完整的晶面,往往是岩浆结晶晚期阶段利用早结晶矿物之间的空隙而生长出来的,也可以是早结晶的相对自形的晶体受到熔蚀或改造的产物。例如,侵入岩中的造岩矿物长石、石英等常常为半自形到他形,锆石、磷灰石、榍石等副矿物常为自形晶。因此,可以按组成矿物多数颗粒的自形程度,来描述侵入岩的结构(图3-7)。
图3-7 与自形程度有关的结构(据Williams et al.,1982)
1.自形粒状结构(panidiomorphic texture)
若多数矿物为自形晶,则该岩石的结构称为自形粒状结构。在天然的岩石中,自形粒状结构罕见。有些教科书中提到的纯橄岩为 “自形镶嵌等粒结构”,实际上应称为镶嵌结构(mosaic texture)。这种结构的岩石是由多边形的晶体所组成,属于一种变质岩的结构。
2.半自形粒状结构(subhedral granular texture)
主要由半自形晶组成的岩石,其结构就称为半自形粒状结构。半自形粒状结构的另外一种理解是,部分晶体自形程度高,部分自形程度低。在花岗岩中,往往暗色矿物为自形晶,长石为半自形,而石英为他形,发育比较典型的半自形粒状结构,故又称为花岗结构(granitic texture)。
3.他形粒状结构(allotriomorphic texture)
主要由他形晶组成的岩石就具有他形粒状结构。细晶岩常见由他形长石和石英所构成的他形粒状结构,因此这种结构又称为细晶结构(aplitic texture)。
(四)颗粒取向(grain orientation)
颗粒的取向是指组成岩石的矿物颗粒的定向性的强弱。在岩浆岩中,颗粒的取向主要反映了熔岩流和岩墙的流动方向、流动机制(Nicolas,1992;Simith,2002)、晶体的沉降以及岩浆的就位机制。部分定向结构是岩浆固结后构造变形(固态流动)的产物,因而,确定颗粒的取向对火山学和岩浆动力学研究有重要意义。Johannnsen(1939)描述过的火成岩中与流动有关的结构术语有十多个,流状结构(fluxion texture)、纹层状结构(laminatedtexture)、线状平行结构(linearparallel texture)、面状平行结构(plane parallel texture)、线斑状结构(linophyric texture)、交织结构(pilotaxitictexture)等,但有些术语目前已经归入到构造中描述,有些带有明显的成因意义而不适合作为描述性术语使用。与构造变形相关的结构,已经属于变质结构的范畴,将在变质岩部分讨论。目前,使用较多的与颗粒取向有关的典型火成结构介绍如下:
1.粗面结构(trachytic texture)
长石微晶行的定向排列,就称为粗面结构(图3-8a)。要注意的是,有些教科书尤其是国内的教科书,把粗面结构定义为钾长石微晶的定向排列。这种结构反映了在结晶过程中岩浆的流动和压实作用。由于只有微晶较多的熔岩发生流动,才容易显示出微晶的定向性,因此,在粗面岩中出现粗面结构的机会较大。
2.似粗面结构(trachytoid texture)
是指喷出岩中长石以外的晶体或侵入岩中任意矿物行排列的结构(Johannsen,1939;Philpotts,1989)。
3.交织结构(pilotaxitic texture)
国际上,一般指微晶杂乱分布、无明显定向性或只有弱的定向性的结构(图3-8b),常出现在安山岩中。如果除了有长石微晶,还有玻璃质出现,这种基质的结构称为玻晶交织结构(hyalopilitic texture)(图3-8c)。
图3-8 粗面结构、交织结构和玻晶交织结构(据Williams et al.,1982)
岩浆动力学研究表明,岩浆成因的颗粒定向性,出现在岩浆结晶的早期,即固态结晶体含量小于70%时,这时,岩浆接近牛顿流体性质,早晶出的刚性矿物会由于岩浆的运动而发生旋转和优选排列(马昌前等,1994)。但当岩浆中的晶体含量大于70%后,就具有屈服强度,表现为宾汉体的流变学行为,可以发生塑性变形。因此,岩浆成因的定向组构,矿物没有塑性变形和明显的波状消光现象,也没有碎裂、膝折等特征,而定向组构的分布,往往与样品当时在熔岩流或岩墙中所处的位置相关(图3-9)。随着岩浆的流动,原先随机分布的晶体就会出现排列方式的变化。在靠近岩墙两壁的位置,晶体的定向性明显,但岩墙中心晶体的方向仍然是随机分布的。
图3-9 岩墙中岩浆的流动与晶体的优选取向
(据Higgins,2006)
(五)相互关系(mutual relation)
包括矿物间的相互关系和矿物颗粒与玻璃质或隐晶质组分之间的相互关系。这样的结构类型,往往记录了矿物生长的先后顺序,或反映了元素扩散、组分之间的物质调整、分异、反应和平衡过程。
1.交生结构(intergrowth texture)
两种矿物互相穿插,有规律地交生在一起,称交生结构。根据矿物交生的形态,还可分成:
◎条纹结构(perthitictexture):其特征为钾长石和钠长石有规律地交生。具有条纹结构的长石叫条纹长石(perthite)(图3-10)。条纹结构具有不同的尺度,小至X射线才能确定,大到肉眼也能见到。条纹结构可分为正条纹结构、中条纹结构和反条纹结构。正条纹结构中客晶钠长石呈条纹状分布于主晶钾长石之中;反条纹结构与正条纹结构相反;中条纹结构中钾长石和钠长石含量相当。条纹结构有固溶体出溶和交代作用两种成因。固溶体出溶(分解)而形成的分解条纹最常出现。在高温下,钾长石和钠长石为成分均匀的完全固溶体,随着岩浆冷却,完全固溶体就变得不稳定而出溶,生成钾长石和钠长石,形成条纹结构。在岩浆期后钠质交代钾长石也可形成条纹结构。交代条纹常较新鲜,多呈不规则的树枝状、网脉状,定向性不明显,常顺裂隙、解理、边缘等处分布。
图3-10 正条纹结构(正交偏光)主晶为钾长石,客晶为钠长石
◎蠕虫结构(vermiculartexture):其特征为许多细小的形似蠕虫状的石英,称为蠕英石myrmekite),穿插交生在长石中,石英嵌晶的消光位一致(图3-11)。这种结构常见于花岗岩类岩石中。蠕虫结构主要有共结蠕虫和交代蠕虫两种成因。共结蠕虫多见于矿物接触处,钾长石中有石英蠕虫,在石英晶体中也可有钾长石蠕虫,它是石英与钾长石符合共结比时的产物。交代蠕虫是早期矿物被新矿物交代,取代过程中剩余组分析出成蠕虫,它出现于被交代矿物的残余部分。当然蠕虫结构不仅仅限于石英和长石这两种矿物,如在低铁辉石交代了高铁辉石,也可出现含铁的蠕虫。
◎文象结构(graphic texture):石英呈一定的外形(如尖棱形、象形文字等)有规律地镶嵌在钾长石中(图3-12)。石英嵌晶在正交偏光下同时消光。这种结构由组成相当于长石、石英二组分体系共结比的岩浆在温度下降至共结点时石英长石同时晶出形成。肉眼可见的叫文象结构,镜下才能见到的称为显微文象结构(图3-14a)。在似斑状结构岩石中,如果基质具显微文象结构,就称为花斑结构(granophyric texture)。文象结构常见于伟晶岩及部分花岗岩中。
图3-11 蠕虫结构
图3-12 文象结构(正交偏光)(据常丽华等,2009)
2.套幔结构(mantling texture)
是指在较大的矿物核部外围,成幔状包裹有另外一种矿物的现象。套幔的矿物相可以是一个单晶,也可以是多晶集合体;既可以生长在晶体结构相同的矿物上(连续交生,如碱性长石与斜长石),也可以生长在结构完全不同的矿物上(不连续交生,如角闪石交生于石英之上)(图3-13)。除前面介绍过的暗化边结构外,反应边结构、环斑结构等都属于套幔结构。
图3-13 一些典型的套幔结构(据Hibbard,1995)
◎反应边结构(corona texture,reaction rim texture):早生成的矿物或捕虏晶,与熔浆发生反应,当反应不彻底时,在早生成的矿物外围,形成另一种成分完全不同的新矿物,新矿物完全或局部包围着早结晶的矿物,这种结构称反应边结构(图3-14c)。常见橄榄石具顽火辉石反应边,单斜辉石具角闪石反应边。也可出现多层反应边,如橄榄石外有辉石反应边,往外可能还有角闪石、黑云母反应边。要注意的是,次变边结构(kelyphitic rimtexture)与反应边结构具有完全类似的形态,但次变边是由次生矿物交代生成的 “边”,如橄榄石具伊丁石的次变边,尖晶石具透闪石、阳起石的次变边(图3-14b,c)。次变边是次生的反应边,在镁铁质和超镁铁质岩石中尤为常见。
图3-14 显微文象结构、反应边结构和次变边结构(据Williams et al.,1982)
此外,也有单斜辉石外的角闪石反应边,角闪石外的云母反应边等,这是由于早结晶的矿物往往是无水的,随着反应的进行,体系中水含量逐渐增多,生成了角闪石、黑云母等含水矿物,反映了系统中水逸度的增加。反应边矿物通常不是一个晶体,而是多个晶体的集合体。
◎环斑结构(rapakivi texture):似斑状结构岩石中的碱性长石斑晶多呈卵球状,外面包有更长石-中长石薄壳,且岩石中的碱性长石和石英一般为两个世代的产物(图3-15)。
如果内部是更长石,外面包的是碱性长石,则称为反环斑结构(antirapakivi texture)。
3.环带结构(zoned texture)
图3-15 芬兰Wiborgite的环斑结构标本照片更长石包裹了碱性长石卵斑,碱性长石卵斑与基质中的石英、黑云母成文象或蠕虫状交生
发育于一些固溶体系列的矿物中,从晶体颗粒中心向边缘呈环带状分布,但显示不同的消光位。很多矿物都可形成环带结构,但以斜长石(尤其是中长石)的环带结构最为常见,斜长石核部较基性,向边缘依次变为较酸性时,称为正环带;反之,称为反环带;成分上出现周期性重复变化的,称为振荡环带。
4.包含结构(poikilitic texture)
在较大的矿物颗粒中包嵌有许多较小的矿物颗粒。此结构一般反映被包矿物早于包含它的矿物结晶。橄榄辉石岩中,常常见到大的辉石晶体内,包含有许多被熔蚀的浑圆状的小橄榄石颗粒,此时称为包橄结构。在较大的辉石中,包含有许多自形程度较高的柱状斜长石晶体,此时称为(嵌晶)含长结构。包含结构常见于超基性、基性侵入岩中。
5.填隙(间)结构(interstitial texture)
浅成相或喷出相火成岩基质中,辉石等暗色矿物以及隐晶质、玻璃质充填于微晶斜长石粒间空隙中形成的结构。充填物均为粒状矿物时称间粒结构(intergranular texture),充填物为隐晶质-玻璃质称间隐结构(intersertal texture),二者过渡类型称间粒-间隐结构。有时也把填隙(间)结构看成斜长石微晶之间充填了沸石、绿泥石等非粒状矿物的一种结构,而沸石、绿泥石等岩浆期后矿物很可能是玻璃质脱玻化产物。
需要注意的是,火成岩的形成要经历长期而复杂的岩浆冷凝结晶历史,岩石形成后甚至还会有其他作用的叠加(变形、蚀变、风化等)。尽管前面描述的结构都统称为火成结构,但实际上我们在薄片中看到的火成岩的结构特征和矿物组合,都是复杂的成岩过程和成岩后变化的最终产物。
nrds名词解释是什么?
根据上述结构定义,可从以下几个方面来认识和描述岩石结构。
1.结晶程度
结晶程度是指岩石中结晶物质和非结晶玻璃质的含量比例。按结晶程度,可将岩浆岩结构分为三类。
◎全晶质结构(holocrystalline texture):岩石全部由结晶的矿物组成。这是岩浆在温度下降缓慢的条件下,从容结晶而形成的,多见于深成岩中。
◎半晶质结构(hemicrystalline texture):岩石由结晶物质和玻璃质两部分组成。多见于喷出岩及部分浅成岩体的边部。
◎玻璃质结构(hyaline texture):岩石全部由玻璃质组成。这种结构是岩浆迅速上升到地表或近地表时,温度骤然下降到岩浆的平衡结晶温度以下,因来不及结晶所形成的。
玻璃质在岩石中常呈现不同的颜色,如黑色、砖红色、褐色、灰绿色等,一般呈玻璃光泽,具贝壳状断口,性脆。玻璃质是一种不稳定的物质,随着时间的推移,它们会逐渐转化为结晶物质,称脱玻化作用。因此,仅在较新的喷出岩中才有玻璃质存在。
2.矿物颗粒的大小
矿物颗粒的大小是指岩石中矿物颗粒的绝对大小和相对大小。
(1)根据主要矿物颗粒的绝对大小划分
根据主要矿物颗粒的绝对大小,可把岩浆岩的结构划分为显晶质结构和隐晶质结构。
◎显晶质结构(phanerocrystalline texture):岩石中的矿物颗粒,凭肉眼观察或借助于放大镜能分辨出矿物颗粒者,称为显晶质结构。
根据主要矿物颗粒的平均直径大小,显晶质结构又可分为:①粗粒结构(颗粒直径>5mm);②中粒结构(颗粒直径5~2mm);③细粒结构(颗粒直径2~0.2mm);④微粒结构(颗粒直径<0.2mm)。
如果颗粒直径>10mm者,可称为巨晶、伟晶结构。
应当注意,岩石中矿物颗粒大小均一的情况是比较少见的,这里指的矿物颗粒的绝对大小,是指岩石中主要矿物的粒径大小基本相近时的平均值。在标本上进行粒度测量时,需要选择同一种主要矿物来测量,通常以长石作为标准。
◎隐晶质结构(cryptocrystalline texture):岩石中的矿物颗粒很细,不能用肉眼或放大镜看出者,称隐晶质结构。具隐晶质结构的岩石外貌呈致密状,肉眼观察有时不易与玻璃质结构相区别,但具隐晶质结构的岩石没有玻璃光泽及贝壳状断口,脆性程度低,有韧性,常具有瓷状断口。
(2)根据矿物相对大小划分
根据矿物相对大小,岩浆岩的结构可划分为三种结构类型。
◎等粒结构(equigranular texture):是指岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等,这种结构常见于侵入岩中。
◎不等粒结构(inequigranular texture):是指岩石中主要矿物颗粒大小不等,这种结构多见于侵入岩体的边部或浅成侵入岩中。
◎斑状结构(porphyritic texture)及似斑状结构(porphyroid texture):这种结构的特点是组成岩石的矿物颗粒大小相差悬殊,大的颗粒散布在细小的颗粒之中。大的叫斑晶(phenocryst),细小的叫基质(matrix)。如果基质为隐晶质及玻璃质,则这种结构称为斑状结构;如果基质为显晶质,则称为似斑状结构。
斑状结构常见于浅成岩和喷出岩中。岩浆在地下深处或上升过程中,某些矿物开始结晶析出,形成一些较大的晶体,然后这种含有晶体的岩浆又沿着一定构造裂隙迅速上升到地壳表层或喷出至地表,这时未凝固的岩浆骤然冷却,快速形成一些隐晶质或玻璃质,这样就产生大小悬殊、世代不同的两个部分,即先结晶的斑晶和后冷凝的基质,从而构成斑状结构。在斑晶中常可见浅色矿物边缘被熔蚀,暗色矿物边缘被暗化现象。似斑状结构主要分布于浅成侵入岩和部分中深成侵入岩中,它不同于斑状结构,区别见表1-5。
表1-5 斑状结构与似斑状结构特征对比
3.矿物的自形程度
矿物的自形程度是指矿物晶体发育的完整程度。按矿物的自形程度可分为如下三种结构。
◎自形(晶)结构(euhedral crystal texture):自形晶指矿物晶粒具有完整的晶面,这种晶体大多是在有足够的时间和空间的情况下生成的。如果岩石中大多数矿物是由自形晶组成,就称为自形晶结构。在许多单矿物岩(如橄榄岩)中可见到。这种结构往往是岩浆结晶分异产生的自形晶下沉堆积造成的。
◎半自形(晶)结构(subhedral crystal texture):半自形晶指晶体发育不完整,部分晶面完整,部分为不规则的轮廓。这说明在结晶时,很多矿物都在析出,互相干扰,无自由空间,条件不允许它们充分发育。如果岩石中大多数矿物由半自形晶组成或自形程度不等的矿物组成,则称为半自形晶结构。大多数深成岩都具有这种结构。
◎他形(晶)结构(anhedral crystal texture):他形晶的晶体无一完整晶面,形状多不规则。在岩石中呈他形晶的矿物,主要是由于晶体生长时已无自由生长的空间形成的。若岩石几乎全由他形晶粒组成的,则称他形晶结构。
以上所述是按三个不同的方面来认识和描述岩浆岩的结构,但常常在同一个岩石可以同时反映出这三方面的结构特征,如花岗岩多为全晶质,粗粒,半自形粒状结构。
4.组成岩石颗粒的相互关系
根据组成岩石颗粒的相互关系,划分的结构类型很多,但肉眼能经常看到的有以下两种。
图1-4 文象结构素描图
(王素绘)
◎文象结构(graphic texture):岩石中钾长石和石英呈有规则的交生,石英具独特的棱角形或楔形,有规律地镶嵌在钾长石中,形似古代象形文字,故称文象结构(图1-4)。它一般是在石英和长石完全同时结晶的情况下形成的。常见于伟晶岩的边缘带及部分花岗岩中。
◎条纹结构(perthitic texture):是指钾长石和斜长石有规律地交生所形成的结构。具条纹结构的长石叫条纹长石。条纹结构有两种成因,一是固溶体分解形成,这是分布最广的一类。高温下,钾长石和钠长石可以形成完全的类质同象固溶体,当温度下降时,这种固溶体就变得不稳定,成为不完全的固溶体,一部分钠长石就从高温下形成的固溶体中析出成为单独的矿物相,从而形成以钾长石为主和少量的钠长石的条纹状规则交生体,即条纹长石,此种结构称正条纹结构。当此两种长石含量相反,此种结构称反条纹结构。另一种成因是岩浆期后由钠质交代钾长石而形成的,交代作用形成的钠长石条纹常常呈不规则的树枝状分布。
5.岩浆岩结构与岩浆冷凝条件的关系
岩浆在结晶时,一方面会形成结晶中心(晶芽),另一方面会围绕这些结晶中心不断长大。
在结晶作用过程中,岩浆结晶能力的大小,取决于其结晶中心形成的速度和晶体生长的速度。实验证明,在岩浆过冷却过程中,结晶中心形成速度和晶体生长速度从低到高,达到最大值后再逐渐降低(图1-5)。一般来说,矿物都是在过冷区域(低于熔点若干度)内结晶的。如果冷却缓慢,有充分时间,则结晶好,如果冷却迅速,来不及结晶,则结晶不好或成玻璃质。如图1-5所示,根据结晶中心形成速度和晶体生长速度的关系不同,划分了几个区域:a区为结晶中心形成速度慢而晶体生长速度较快,可形成粗粒结构;b区表示结晶中心形成速度快,晶体生长速度也较快,岩石可形成细粒结构;c区和d区表示结晶中心形成速度很慢,晶体生长速度也很慢,岩浆又处在迅速冷却的情况下,则形成隐晶质结构和玻璃质结构。
图1-5 过冷却与岩浆结晶能力示意图
(据武汉地质学院岩石教研室,1980)
1—晶体生长速度曲线;2—结晶中心曲线;3—结晶能力曲线
岩浆岩的结构和构造
新生儿呼吸窘迫综合征(英语:Infant respiratory distress syndrome,IRDS、NRDS),之前称为肺透明膜病(hyaline membrane disease,HMD)。
指新生儿出生后不久即出现进行性呼吸困难和呼吸衰竭等症状,主要是由于缺乏肺泡表面活性物质所引起,导致肺泡进行性萎陷,患儿于生后4~12小时内出现进行性呼吸困难、呻吟、发绀、吸气三凹征,严重者发生呼吸衰竭。发病率与胎龄有关,胎龄越小,发病率越高,体重越轻病率越高。
临床表现:
患婴多为早产儿,刚出生时哭声可以正常,6~12小时内出现呼吸困难,逐渐加重,伴呻吟。呼吸不规则,间有呼吸暂停。面色因缺氧变得灰白或青灰,发生右向左分流后青紫明显,供氧不能使之减轻。缺氧重者四肢肌张力低下。体征有鼻翼搧动,胸廓开始时隆起,以后肺不张加重,胸廓随之下陷,以腋下较明显。
吸气时胸廓软组织凹陷,以肋缘下、胸骨下端最明显。肺呼吸音减低,吸气时可听到细湿啰音。本症为自限性疾病,能生存三天以上者肺成熟度增加,恢复希望较大。但不少婴儿并发肺炎,使病情继续加重,至感染控制后方好转。病情严重的婴儿亡大多在三天以内,以生后第二天病率最高。
本症也有轻型,可能因表面活性物质缺乏不多所致,起病较晚,可迟至24~48小时,呼吸困难较轻,无呻吟,发绀不明显,三、四天后即好转。
病因
肺泡与肺泡内部的交界面附有一层水以帮助氧气、二氧化碳穿过肺泡细胞进行扩散作用,然而由于水的表面张力过大,水的表面张力会阻碍肺部的扩张,肺部倾向于萎陷,造成呼吸困难。
肺泡细胞会制造肺表面活性剂以降低肺泡上层水膜的表面张力,增大肺顺应性,以利于肺部的扩张,促进气体交换。
然而早产儿的肺表面活性物质细胞尚未成熟,无法制造肺表面活性剂,在出生后肺泡表面的水将阻碍肺部的扩张,导致肺顺应性过低,新生儿的呼吸将异常艰苦,最终导致完全呼吸衰竭,肺部萎陷,甚至亡。
以上内容参考:百度百科-新生儿呼吸窘迫综合征
透明膜是什么?
岩浆岩的结构(texture)是指组成岩石的矿物的结晶程度,颗粒大小、晶体形态、自形程度和矿物间(包括玻璃)的相互关系。岩浆岩的构造(structure)是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其他组成部分之间的排列、充填方式等。岩石的结构、构造,在有些情况下,又不能截然区别。
岩浆岩的结构、构造是岩石分类命名的重要依据,不仅是岩石形成时物理化学条件的反映,也是岩浆性质、成分变化的真实记录。因此,研究岩浆岩的结构、构造,除可用作岩石种类鉴定的依据外,还能帮助探讨岩石的成因和演化。
图3-7 按结晶程度划分的三种结构d = 2 mm
(一) 岩浆岩的结构
1. 岩浆岩的结晶程度
依据岩石中结晶质部分和非结晶质部分(玻璃) 的比例,可将岩浆岩结构分为全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构三大类(图3-7) 。
(1) 全晶质结构 (holocrystalline texture)
岩石全部由已结晶的矿物组成。这是岩浆在温度下降较缓慢的条件下 (如在地下深处) 从容结晶而形成的,多见于较深的侵入岩中。
(2) 半晶质结构 (hemicrystalline or hypocrystalline texture)
岩石由部分晶体和部分玻璃质组成。多见于喷出岩中及部分浅成、超浅成侵入体边部。
(3) 玻璃质结构 (hyaline texture)
岩石几乎全部由未结晶的火山玻璃所组成。这是岩浆在温度快速下降 (淬火) 条件下 (如喷出地表) ,岩浆中的各种组分来不及作有规律的排列 (结晶) 即已冷却而形成。玻璃质主要出现在酸性喷出岩 (尤其是基质) 中,或浅成、超浅成侵入体的边部 (冷凝边、淬火边) 。
玻璃质是一种未结晶 (即其中原子排列是无规律的) 、处于十分不稳定状态的固态物质。它很少无色,常由于含少量过渡性元素 (如铁等) ,在手标本上呈现不同的颜色,如黑色、砖红色、褐色、灰绿色等。镜下为均质体,基性者褐色,酸性者无色,岩石酸度愈大,折射率愈低。随着地质时代的增长,玻璃质将逐渐转化为结晶质,叫去玻化 (或脱玻化) 作用。一般来说,中生代火山岩已部分脱玻化,只有新生代火山岩玻璃质保存较好。当有一定的挥发分及温度,压力较高时,转化则相对迅速。所以古老的熔岩中或遭受区域变质的熔岩中很少有玻璃质,多已转变为呈微晶质的集合体。在脱玻化的最初阶段,玻璃质中出现一些颗粒极细的生成物,称雏晶 (crystallite) 。雏晶是开始结晶的晶芽,还没有表现出结晶物质的特征,在正交偏光镜下没有光性反应。在单偏光下按雏晶的外形及结合方式可分为球雏晶、串珠雏晶、针雏晶、发雏晶及羽雏晶等 (图3-8) 。如果岩石主要由雏晶组成,则其结构称雏晶结构 (crystallitic texture) 。雏晶结构在比较酸性的新鲜火山岩中出现。
雏晶进一步发展,可形成骸晶 (skeleton crystal) 及微晶 (microlites) 。骸晶及微晶已经略具或具有结晶物质的性质,但骸晶一般具有不完整的晶体轮廓 (图3-9) ,微晶的个体界限一般不太清晰。它们在正交偏光下有干涉色。
雏晶、骸晶、微晶可以是玻璃质脱玻化产生的,也可以是岩浆快速冷凝、来不及很好结晶时的产物。
2. 岩石中矿物的颗粒大小
根据肉眼观察,首先区分出显晶质 (phanerocrystalline) 结构和隐晶质 (aphanitic or cryptocrystalline) 结构两大类。显晶质结构,是指在肉眼观察时,基本上能分辨矿物颗粒者; 隐晶质结构,指矿物颗粒很细,肉眼无法分辨出颗粒者。隐晶质结构的岩石外貌致密,肉眼下有时不易与玻璃质岩区别,但隐晶质没有玻璃质的玻璃光泽及贝壳状断口,而常以瓷状断口为特征。
(1) 显晶质结构
按矿物颗粒绝对大小,又分为以下几种:
图3-8 火山玻璃中的雏晶单偏光,d =0. 40 mm
图3-9 骸晶单偏光,d =0. 40 mm
1) 粗粒结构 (coarse grained texture) : 晶粒直径 > 5 mm。
2) 中粒结构 (medium grained texture) : 晶粒直径在 2 ~ 5 mm 之间,也有人把晶粒直径在 1 ~5 mm 之间者,称为中粒结构。
3) 细粒结构 (fine grained texture) : 晶粒直径 < 2 mm。
颗粒粒径 <0. 2 mm 者,称为微粒结构 (microgranular texture) ; 而颗粒很大,粒径大于 1 cm 以上的矿物,可称为巨晶、伟晶。
实际上,岩石中不同矿物颗粒都一样大小是比较少见的,这里指的是岩石中最主要矿物的一般大小。在标本及薄片中进行粒度测量时,需要选择同一种主要矿物来测量,一般多以长石作标准。
(2) 隐晶质结构
在显微镜下可进一步细分为以下几种:
1) 显微 (显) 晶质结构 (microcrystalline texture) : 在显微镜下可以明显地看出矿物颗粒者。
2) 显微隐晶质结构 (microaphanitic texture) : 颗粒细小的连显微镜下也不能分辨,而只有偏光反应者。较酸性熔岩和某些脉岩中的霏细结构,多属显微隐晶质结构。
另外,根据矿物颗粒的相对大小,还可分为以下 4 种结构 (图3-10) :
1) 等粒结构 (equigranular texture) : 岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等 (图3-10 左上) 。
2) 不等粒结构 (inequigranular or seriate texture) : 岩石中同种主要矿物颗粒大小不等。如其粒度依次降低,可称连续不等粒结构 (图3-10 右下,图3-11) 。
图3-10 据颗粒相对大小划分的结构类型
图3-11 不等粒花岗岩
3) 斑状结构 (porphyritic texture) : 岩石中矿物颗粒分为大小截然不同的两群,大的称为斑晶,小的及未结晶的玻璃质称为基质 (图3-10 左下) 。其间没有中等大小的颗粒,可与不等粒结构相区别。斑晶与基质形成于不同的世代,斑晶一般是在深处 (岩浆房)或岩浆上升过程中晶出的,而基质是岩浆在地表或近地表快速冷凝的条件下固结的。此外根据斑晶的不同又可以把斑状结构的浅成岩分为斑岩和玢岩; 斑晶以石英和钾长石为主的岩石称为斑岩; 斑晶以斜长石和暗色矿物为主的岩石称为玢岩。该结构多见于浅成侵入岩及喷出岩中。
4) 似斑状结构 (porphyaceous texture) : 岩石也是由两群大小不同的矿物颗粒组成,但斑晶和基质基本上是同一世代的产物,是在相同或接近的物理化学条件下结晶的,因此基质是显晶质的 (图3-10 右上) 。其多见于浅成侵入岩和中深成侵入岩中,它不同于斑状结构,二者的区别见表3-4。
表3-4 斑状结构与似斑状结构的区别
根据斑状结构中斑晶的特点不同,也有不同的名称。如果斑晶在岩浆活动过程中彼此聚集而互相连接,则称为聚合斑状 (聚斑) 结构 (glomeroporphyritic texture) 。它是岩浆成因的可靠标志,正像河水流动中的悬浮物,可以形成一堆一堆的聚集体一样,有的人把同成分矿物聚集的斑晶叫聚斑结构; 不同成分矿物聚集的斑晶叫联斑结构 (combinepor-phytic texture) 。斑晶具裂纹或裂开成棱角状者称为碎斑结构 (porphyrq clastictexture) ; 斑晶超过 50%者称多斑结构 (polyporphyritic texture) ; 斑晶熔蚀成卵形者叫卵斑结构 (ori-form porphyritic texture) 。这些常见于次火山岩中。
3. 岩石中矿物的自形程度
自形程度是指组成岩石的矿物的形态特点。它主要取决于矿物的结晶习性,岩浆结晶的物理化学条件,结晶的时间、空间等。
根据全晶质岩石中矿物的自形程度可以分为 3 种不同的结构。
1) 自形粒状结构 (euhedral-granular texture) : 组成岩石的矿物颗粒,基本上能按照自己的结晶习性发育成被规则的晶面所包围的晶体———自形晶。岩石主要由自形晶组成的结构,称为自形粒状结构。这种结构说明矿物结晶中心少,时间长,有足够的空间,或者矿物结晶能力强。它在岩石中很少见。
2) 他形粒状结构 (xenomorphic-granular texture) : 组成岩石的矿物颗粒,多呈不规则的形态———他形晶,找不到矿物的完整规则的晶面,也反映不出矿物的结晶习性。岩石主要由他形晶组成的结构,称为他形粒状结构 (图3-12 右) 。这种结构一般是结晶中心比较多,没有足够的时间和空间结晶的条件下形成的。它反映了各种矿物颗粒几乎同时结晶、结晶较快、互相妨碍的结果。
3) 半自形粒状结构 (hypidiomorphic-granular texture) : 组成岩石的矿物颗粒,按结晶习性发育一部分规则的晶面,而其他的晶面发育不好而呈不规则的形态,称为半自形晶。若岩石主要由半自形晶构成,则称半自形粒状结构 (图3-12 左) 。半自形粒状结构中不排除有少数的自形晶和他形晶颗粒。这种结构的形成条件介于自形和他形之间,也是中深成岩中最多见的一种结构。
图3-12 岩石中矿物颗粒的自形程度单偏光,d =4. 8 mm
图3-13 文象结构
另外,根据矿物的晶体形态,还可以分为粒状、柱状、片状、板状、纤维状、针状、放射状,从而组成粒状结构、柱状结构、柱粒状结构———由柱状及粒状矿物构成的岩石结构等等。
4. 岩石中矿物颗粒间的相互关系
根据组成岩石颗粒的相互关系,包括矿物之间的相互关系和矿物与火山玻璃及隐晶质之间的相互关系,结合矿物颗粒的形态特点,可以分出一系列结构类型。
(1) 交生结构 (intergrowth texture)
两种矿物互相穿插,有规律地生长在一起,称交生结构,根据矿物交生的形态还可以分成以下几种:
1) 文象结构 (graphic texture) : 其特征是许多石英往往呈一定的外形 (如尖棱形、象形文字形等) 有规律地镶嵌在钾长石中。这些石英嵌晶在正交偏光下同时消光 (图3-13) 。这种结构主要是相当于长石、石英二组分体系共结比的岩浆在温度下降至共结点时同时结晶形成。肉眼可见的叫文象结构,在镜下才能见到的称显微文象结构。文象结构在酸性岩的伟晶岩及部分花岗岩中常见。
2) 条纹结构 (perthitic texture) : 钾长石和钠长石有规律地交生称为条纹结构。具条纹结构的长石叫条纹长石。条纹结构小至 X 射线才能确定,大到肉眼也能见到。常见的是钾长石晶体中包含有很多小的钠长石条纹,条纹多具定向性,常沿一定结晶方向均匀分布,消光一致,无定向者少见。
图3-14 反应边结构、蠕虫结构
3) 蠕 虫 结构 (myrmekitic texture) : 常见于花岗岩类岩石中,许多细小的形似蠕虫状的石英 (又叫蠕英石) ,穿插生长在长石中,并且石英的消光位一致,称为蠕虫结构(图3-14 右) 。蠕虫结构的成因很多,主要有两种成因,即共结蠕虫和交代蠕虫。共结蠕虫多见于两种矿物相邻处,两矿物交生,或一种矿物中有另一种矿物呈蠕虫出现,如钾长石与石英接触处,钾长石中有石英蠕虫,在石英晶体中也可有钾长石蠕虫,它是石英与钾长石符合共结比时的产物。在交代蠕虫成因中有不同的假说。斜长石交代钾长石可以形成蠕虫,而钾长石交代 (富钾、硅溶液交代) 斜长石也可形成,还有基性斜长石交代酸性斜长石等等也能形成。一般常见的是斜长石交代钾长石,使多余的 SiO2析出,生成蠕虫状的石英,被包裹于斜长石之中。交代蠕虫是早期矿物被新矿物交代,取代过程中剩余组分析出而成,它出现于被交代矿物的残余部分。在低铁辉石交代高铁辉石时,也可出现含铁矿物的蠕虫。
(2) 反应边结构 (reaction rim texture)
早生成的矿物或捕虏晶,与熔浆发生反应,当这种反应不彻底时,在早生成的矿物外围,形成另一种成分完全不同的反应矿物,完全或局部包围着早结晶的矿物,这种结构称反应边结构 (图3-14 左) 。常见的有橄榄石具顽火辉石反应边,单斜辉石外围的角闪石反应边。还有,橄榄石外有辉石反应边,再外又有角闪石、黑云母反应边的复杂情况等等。除了这些由岩浆与矿物反应形成的原生反应边之外,还有形态完全类似的由次生矿物交代生成的 “边”,不过这不称为反应边,而叫次变边结构 (kelyphitic border texture) ,如橄榄石具伊丁石的次变边。
图3-15 斜长石的环带结构
(3) 环带结构 (zonal texture)
环带结构与反应边结构有些类似,不同的是,反应生成矿物与被反应矿物同属一类矿物,仅端员成分及光性方位上有差异,因而呈现为环带状的特征。如斜长石常具环带结构,尤其是中长石,环带结构最常见 (图3-15) 。当斜长石环带核部较基性,向边缘依次变为较酸性时,称为正环带; 反之,称为反环带; 还有,成分上周期性重复变化的,称为韵律环带。一般认为,正环带结构是岩浆温度下降或pH2O变小时形成的。至于反环带结构的成因就有多种:岩浆过冷却或pH2O变大的条件下可形成,岩浆同化钙质围岩也可形成等。凡是类质同象的矿物,都有可能出现环带结构,故在钾长石、辉石、橄榄石中也能见到。环带结构多见于浅成岩、次火山岩、火山岩中,是温、压变化较大条件下的产物。
(4)包含结构(poikilitic texture)
在较大的矿物颗粒中包嵌有许多较小的矿物颗粒,称为包含结构或嵌晶结构。此结构表明被包矿物早于包含它的矿物结晶。例如,橄榄辉石岩中,常常见到大的辉石晶体内包含有许多被熔蚀的浑圆状的小橄榄石颗粒,称为包橄结构。又如在较大的辉石中,包含有许多自形程度较高的柱状斜长石晶体,仿佛较小的斜长石晶体镶嵌在较大的辉石中一样,称为(嵌晶)含长结构。包含结构、含长结构在超基性、基性侵入岩中常见。
(5)填隙(间)结构(interstitic texture)
在斜长石微晶所组成的间隙内,充填有辉石等暗色矿物,以及隐晶质、玻璃质等。有时也把填隙(间)结构看成是斜长石微晶之间充填了沸石、绿泥石等非粒状矿物的一种结构。
依据上述四方面划分的结构,仅仅是岩浆岩的一般结构,对于各类岩浆岩来讲,还有自己的独特结构,如花岗结构、二长结构、安山结构、辉绿结构、粗面结构等等,这些结构的特征将在介绍各类岩浆岩时分别介绍。
火山碎屑岩是岩浆岩的一种特殊类型,结构上独具风格。如凝灰结构、火山角砾结构、集块结构、熔结结构等等,将在介绍火山碎屑岩时做详细叙述。
(二) 岩浆岩的构造
如前所述,构造是指岩石中不同矿物集合体之间,或矿物集合体与其他组分之间的排列方式及充填方式所表现出来的特点。这里不包括与变质作用及风化作用有关的次生构造。现将侵入岩、喷出岩中常见的构造分述如下。
1. 侵入岩的构造
(1) 块状构造 (均一构造) (massive structure)
其特点是组成岩石的矿物,在整块岩石中分布是均匀的,岩石各部分在成分上或结构上都是一样的。这是一种分布最广的构造。常见于花岗岩侵入体之中部。
(2) 带状构造 (striped structure)
表现为颜色或粒度不同的矿物岩石相间排列,成带出现; 或者是由暗色与浅色的矿物、岩石彼此逐层交替; 或者是较粗粒与较细粒结构的矿物、岩石彼此逐层交替,从而在岩石中呈条带状彼此平行或近于平行分布。带状构造主要发育在基性、超基性岩体中(图3-16) 。带状构造有的是由于结晶条件周期性变化形成,有的为同化混染的产物,还有的为混合岩化的结果。
(3) 斑杂构造 (taxitic structure)
指在岩石的不同部位,其颜色、矿物成分或结构构造差别很大,因此整个岩石看起来是不均一的斑斑块块,杂乱无章。引起斑杂构造的原因很多,如岩浆对捕虏体及围岩的不均匀同化混染作用,以及岩浆的多次侵入或脉冲式侵入,都可形成斑杂构造 (图3-17) 。
图3-16 带状构造
图3-17 斑杂构造
(4) 球状构造 (orbicvlar structure) : 表现为侵入岩中分布有球状及椭球状体,称为球状构造。它是由岩石中矿物围绕某些中心呈同心层状分布而成的,其中有的矿物呈放射状排列。它的成因可能为某些成分过饱和岩浆凝聚结晶产物。
(5) 晶洞构造和晶腺构造 (druse struture)
在侵入岩中有近圆形空心的孔洞,称为晶洞构造。晶洞大小不一,直径可至数厘米或数十厘米不等。晶洞一般被看作是在岩浆冷却过程中体积收缩而成,也可能是岩浆凝固时气体逸出的结果。如果在晶洞壁上生长着排列很好的自形晶体,则称为晶腺构造 (又称晶簇构造) 。
(6) 流动构造 (fluxion structure)
包括流面、流线构造。岩浆岩中片状矿物、板状矿物及扁平捕虏体、析离体作平行排列,形成流面构造 (包括带状构造等) ; 而柱状矿物和长形析离体、捕虏体作定向排列,形成流线构造。流线构造和流面构造的产生与岩浆流动有关,是岩浆流动的遗迹。流面与围岩接触面平行,流线与岩浆流动方向一致。它们在岩体的边缘和顶部较清楚,向岩体内部逐渐消失。如北京房山的花岗闪长岩体,其边缘流线、流面比较清楚,内部渐变为块状构造。
(7) 原生片麻状构造 (primary gneissic structure)
原生片麻状构造的特点是,岩石中暗色矿物呈断断续续的定向排列,其间被浅色粒状矿物所分开。这种构造是在侵入体形成过程中,流动的岩浆对围岩强烈的挤压而产生的,也是岩浆流动的遗迹。它仅局限于岩体边缘的局部地段。原生片麻状构造一般不常见,主要见于中酸性侵入岩中。北京房山花岗闪长岩体的西北边缘,出现近几十米的具原生片麻状构造的岩石。
2. 喷出岩的构造
(1) 气孔 (fumarolic structure) 和杏仁构造 (amygdaloidal structure)
这是喷出岩中常见的构造,主要见于熔岩层的顶部 (底部较少) 。在冷凝着的熔岩流中,尚未逸出的气体,上升汇集于岩流顶部,冷凝后留下的气孔,称为气孔构造。气孔的拉长方向,指示着岩浆流动的方向。气孔的形状有圆形、椭圆形、云朵状、倒水滴状、管状、串珠状以及不规则状等。当气孔被岩浆期后矿物所充填时,则形成杏仁构造 (图3-18) 。在野外,某些杏仁体与熔蚀的斑晶矿物有的易于混淆。它们的区别是: 杏仁体多具有圆滑的轮廓; 充填的不是一个矿物颗粒,而是矿物的集合体,并且这些充填的矿物为次生矿物 (方解石、沸石、石英、绿泥石等) 。
图3-18 杏仁构造
(2) 枕状构造 (pillow structure)
这是海相基性熔岩流中相对多见的一种构造。当熔浆自海底溢出或从陆地流入海中时,就变为椭球状、袋状、面包状,总的以枕状为特征,称为枕状体。这些枕状体多数是独立的 (个别相连) ,又常被沉积物、火山物质及玻璃质碎屑胶结起来,就形成枕状构造(图3-19) 。枕状体具有玻璃质冷凝边,有气孔呈同心层状或放射状分布,中部有空腔。这些特点可与球状风化区别开来。在祁连山,一种与黄铁矿型铜矿有成因联系的细碧岩中发育着很好的枕状构造。
图3-19 枕状构造
图3-20 流纹构造
枕状构造个别见于中性及中酸性熔岩中,也见于陆相湖、河盆地及雨天喷发的熔岩里。在侵入于潮湿地层中的浅成侵入岩里也见到过。
(3) 流纹构造 (rhyolitic structure)
是酸性熔岩中最常见的构造。它是由不同颜色、不同成分的条纹、条带和球粒、雏晶定向排列,以及拉长的气孔等表现出来的一种流动构造 (图3-20) ,是在熔浆流动过程中形成的。流纹构造不仅在流纹岩中有,粗面岩、英安岩中也有。在浅成侵入体、次火山岩体边缘和一些岩脉的两侧,也可见到。
图3-21 玄武岩的柱状节理(据王根厚,2007)
(4) 柱状节理构造 (columnar joint structure)
多见于厚层状基性熔岩中,是一种规则的多边形长柱体 (图3-21) 。柱体断面有多种形状,四边形、五边形、六边形、七边形等,但大部分为六边形,五边形次之。断面直径 20 ~50 cm,多数为 30 cm,柱体上部断面小于下部断面。柱体长 0. 5 ~ 12 m 不等,多数 1 ~ 2 m。柱体垂直熔岩层面———冷却面。一般认为是在熔浆均匀而缓慢地冷缩条件下形成的。
柱状节理还见于熔结凝灰岩、火山通道、次火山岩、超浅成脉岩中。与玄武岩中一样,均匀冷却者多为六边形,柱体皆垂直冷却面。在熔结凝灰岩中,柱状节理主要见于强熔结凝灰岩中,节理可切断碎屑;在火山通道中,柱状节理成放射状水平排列或放射状外倾排列。在次火山岩、超浅成脉岩中,柱状节理不仅见于基性岩中,也见于中性及酸性岩中,有的具柱状节理的酸性岩脉多期穿插,柱体也相互交切。
玄武岩中柱状节理的某些特征,可以帮助我们确定地层产状、层序上下、地理位置,有的还可以指示熔岩的流动方向。
火山碎屑岩一般特征有哪些?
问题一:肺透明膜是什么?成分是什么 这是一种疾病,并不是一种组织结构!
肺透明膜病(hyaline membrane disease;HMD)又名特发性呼吸窘迫综合征或新生儿呼吸窘迫综合征(respiratory distress syndrome;RDS),系指生后不久由于进行性肺不张而出现的进行性呼吸困难、青紫、呼气性 *** 、吸气性三凹及呼吸衰竭;病理上以终末细支气管至肺泡壁上附有嗜伊红性透明膜为特征。一般见于早产儿,主要因表面活性物质不足而导致肺不张,故又称“表面活性物质缺乏综合征”它是引起早产儿早期呼吸困难及亡的最常见原因。
问题二:什么是透明PP膜 一种塑料薄膜,PP指聚丙烯。
问题三:汽车最好的透明膜是什么 美国龙膜不错
问题四:给纸张压层透明膜的东西叫什么 覆膜机?
问题五:绘画艺术品上面塑料透明膜叫啥名? 如果是硬的的话一般是亚克力做的 普通的塑料薄膜的话我们一般就叫做保护膜
问题六:这东西外面那层透明的膜是什么? 凝固的汤汁呀。
这样可以保存久。可以吃
问题七:奶糖外面那层透明的膜是什么 因为奶糖有时候不怕温度高,但最怕湿度大,奶糖只能保存在一定的湿度内才不会化,糯米纸是用了吸潮和防止奶糖化的,糯米纸有吸潮的功效,又可以食用,所以手式珐装的奶糖一般要用糯米纸包一层。
问题八:奶糖外面裹的一层可食用的半透明膜是什么 糯米纸。使订糯米粉做的,可以食用的。用它来包裹奶糖等食品,除了本身较为光滑,比较卫生外,主要原因是有轻微的吸潮作用。防止奶糖吸潮后,硬度降低,粘住外包装变形甚至变质。
问题九:汽车为什么要贴车身透明膜有什么好处 (1)优良的延展性能,超强的拉伸强度;可在任意弧面上表现出理想的随行性。
(2)极好抗黄变性3年以上,5年以上的抗老化性。
(3)水晶般的透明性,与原车融为一体,不影响车漆本色;可提升车漆5%-20%的光泽度。
(4)可以抵抗是有、油脂、弱碱、沙砾、酸雨等长时间对漆面的损伤。
(5)超强的柔软性与记忆性,可抵御一般性的划伤,摩擦。
(6)良好的抗紫外线,防止对车漆长时间的损害;保护原厂车漆的光泽度。
(7)良好的胶粘性,不开边,不龟裂。
(8)良好的压敏胶特性,可以确保任何时间移除不留残胶。
(9)符合环保要求。
常见的细胞内变性有哪些
火山碎屑岩中主要物质成分是火山碎屑物(tephra),还可含一定数量的正常沉积物或熔岩物质,熔岩物质多数情况下作为胶结物。
(一)火山碎屑物类型及特点
火山碎屑物是指由于火山爆发所产生的各种碎屑物质,主要来自地下熔融的岩浆或已经固结的熔岩,由于火山爆发而被粉碎或破碎成的各种岩屑、晶屑和玻屑。有时也可混入火山通道两侧、上覆或基底围岩的碎屑,带有内生成因的特点。另一方面,火山碎屑物被喷出后,在水盆地或空气中搬运、沉积或沉降,又具有沉积形成的特点。一般情况下,火山碎屑物含量>50%,有时由于混入一些正常的沉积物或熔岩,而出现一系列的过渡岩石类型。
由于火山碎屑物是组成火山碎屑岩的主要成分,因此,在研究火山碎屑岩的岩性特征及其分类之前,首先要了解火山碎屑物的类型及特征。从物理性质来看,火山碎屑物可以分为刚性、半塑性和塑性三种(表5-1)。按火山碎屑物内部组分结构特征,可分为岩屑(岩石碎屑)、晶屑(晶体碎屑)和玻屑(火山玻璃碎屑)。它们是由地下深处富含挥发份的熔浆上升至地表浅处,由于压力的骤然降低、体积膨胀发生爆炸而形成的。因此,熔浆团块常被炸裂成各种奇特的形状,这也是火山碎屑物的一个重要特征。
1.岩屑(detritus)
(1)刚性岩屑(rigid detritus):包括粒径>2 mm的火山岩块(集块)、火山角砾和<2 mm的岩屑(表5-1,5-2),它是火山基底和火山通道的围岩,包括先形成的熔岩,经火山爆发破碎而成大小不一的棱角状碎块。它们破裂时已经是固结的刚性体,堆积成岩时亦为刚性状态。外形上具有弧形炸裂面的棱角状、次棱角状或不规则状多边形,有少数岩屑见有边缘被深部熔浆熔蚀的现象。一般内部保留各自岩石的结构(照片5-27,28)。
凝固程度已凝固半凝固未凝固火山碎屑物刚性半塑性塑性岩屑早先已经固结的熔岩(包括各种玻璃熔岩)以及火山通道围岩和火山基底岩石碎屑。主要为棱角状,有少数边部已被熔蚀岩浆团块喷出时呈可塑状态,在飞行过程中,往往形成各种形态的火山弹,堆积时多半已固结,多数不再变形岩浆团块喷出时呈可塑状态,堆积时仍炽热尚未凝固,可被压扁拉长,形成透镜状、条带状、火焰状,有时其内部还含斑晶、气孔、杏仁等晶屑多数是岩浆在地下早形成的晶体,少数为已固结的岩石中的晶体;火山喷发时,被带出并伴随破碎成棱角状。由于喷出时骤然冷却,大多数发育裂纹,有些还见熔蚀港湾状玻屑黏性大的岩浆喷出时,迅速冷却成可塑的多孔玻璃,气体从气孔中迅速溢出,炸碎成浮岩状、凹面棱角状、撕裂状。也有火山泪、火山毛等,堆积时一般不变形黏度大的岩浆喷出时,冷却成多孔玻璃,并炸碎成玻屑,堆积时呈炽热可塑状态,边缘圆化,常被压扁、拉长,一般<2mm,称为塑性玻屑
*火焰石:来自意大利文“fiamme”,意为火焰,形容火山碎屑成火焰状。
粒度范围/mm刚性半塑性塑性>64火山集块(岩块)火山弹火焰石*2~64火山角砾火山砾塑性岩屑0.05~2火山砂(岩屑、晶屑)粗火山灰(玻屑)粗塑性玻屑<0.05细火山灰(火山尘)
(2)半塑性岩屑(half plastic detritus):是一种未完全固结的熔岩团块,成分以基性—中性为主。其粒径较大,一般>2 mm。它们喷出至空中时,经冷却而形成。其形状有纺锤形、梨形和椭球形等。由于迅速冷却,边部常具有一层薄的玻璃壳,气孔构造发育。气孔在边部个体小,数量多;在中间则个体大,数量小。由于喷出过程中在空中停留和旋转,其表面常发育旋转纹。可分为火山弹(粒径>64 mm,多分布于火山口附近)(照片1-25,26)和火山砾(粒径2-64 mm)。
(3)塑性岩屑(plastic detritus):又称浆屑,由于熔浆的黏度较大,在气体作用下喷出时,喷出物喷发的高度不大,降落在近地表条件下形成了塑性岩屑。这种炽热的塑性熔浆团块经过撕裂、溅落和压扁拉长后,可以呈现各种形态,如条带状(照片5-7,8)、透镜状(照片5-6,33)、火焰状(常称为火焰石fiamme,照片5-8,40,46)、枝杈状和饼状(照片5-9)等,两端(或一端)常见撕裂状。颜色多样,有白色、肉红色、暗紫色和黑色等。塑性岩屑内部常见斑晶(照片5-8,38,41,42)、气孔和杏仁及流纹构造等。在正交偏光镜下,可见到各种脱玻化现象,如梳状脱玻结构、球粒脱玻结构等。
2.晶屑(crystal fragment)
晶屑多数来源于岩浆中早期析出的斑晶。在熔浆喷发过程中,从熔浆半凝固状态中脱离出来并崩裂破碎而成,少数晶屑是火山基底或火山管道中的结晶体崩碎成的捕虏晶碎块。常见的晶屑是石英、碱性长石、斜长石,其次是黑云母、角闪石和辉石、绿帘石等。晶屑一般大小不一,与斑晶不同的是外形不规则,往往破碎不全,常呈棱角状、次棱角状,裂纹发育,多数晶屑可见原来的部分晶形(照片5-1,21)。石英晶屑一般表面干净,纵横交错的不规则裂纹发育,多呈尖棱角状,常见多边形、三角形和弧形断面,其边缘往往被熔蚀成港湾状和穿孔状(照片5-23)。长石晶屑虽然也呈棱角状,但一般常见部分晶形(柱面或底面),甚至有时保留完整的板状形态(照片5-31),由于长石解理完全,易沿解理裂开,其断面呈阶梯状、参差状,沿解理或裂纹可见晶屑被熔蚀成破碎状和蜂窝状现象。黑云母和角闪石晶屑有时可见特征的暗化边,当黑云母不见暗化边时颜色一般较深。作为晶屑黑云母常见弯曲(照片5-42)、扭折和断裂现象,而角闪石一般为棱角状、碎屑状,有时见部分晶形(柱状、底面)。
3.玻屑(vitric fragment)
根据玻屑的物理性质,将其分为半塑性和塑性两种类型,半塑性一般称之为玻屑,而塑性者则称之为塑性玻屑。
(1)玻屑:是富含挥发分的熔浆,在火山喷发时,由于迅速冷凝所形成的、内部充满气体或液体的火山玻璃急剧膨胀,使之炸裂、破碎而成。因此,玻屑往往保持气孔壁的弧面形态,呈弧面棱角状(多角)、弓状、鸡骨状、海绵骨针状、镰刀状及楔形等各种形态(照片5-1~4),有的玻屑还可见气泡(浮石,照片5-1左),通常粒度在0.1~0.01 mm之间,很少超过2 mm。
(2)塑性玻屑(plastic hyaline fragment):在火山爆发形成的炽热火山灰流中,玻屑在处于未完全固结的过热状态下,堆积压紧和熔结而成。因此塑性玻屑具有拉长、压扁和两端分叉的塑性变形特征,棱角常被熔蚀变圆滑,已不具玻屑(刚性)的弧面棱角状,其形态为拉长的透镜状、肠状(照片5-29,39)、豆荚状、蚯蚓状(照片5-5,30)和丝纹状(照片5-32,39)。它们紧密熔结在一起且定向排列。当塑性玻屑遇刚性岩屑和晶屑时,显示被压弯、变薄和变窄的现象,构成假流动构造。另一种为撕裂状玻屑,外形扁平,边缘参差不齐,内部具有类似流纹的平行细线理,这是熔浆在塑性状态下被拉断而成的,粒径长的可达几个毫米至几个厘米。
在实际工作中,塑性玻屑和塑性岩屑常被混淆,但塑性玻屑粒度一般小于塑性岩屑;其次是塑性岩屑内部有时可见斑晶、气孔和杏仁体等,而塑性玻屑内部没有。二者间往往呈连续过渡关系。
火山碎屑物按粒度和自然形态可分为火山集块(volcanic agglomerate)、火山角砾(volcanic rubble)、火山砾(lapilli)、火山弹(bomb)、火山砂(volcanic sand)、火山灰(ash)和火山尘等,其粒度界限目前还没有一个统一的规定。表5-2为我国制定的火山碎屑物粒度范围(国标)和主要类型,表5-3为孙善平(2001)对火山碎屑物的分类。
粒度mm同源异源塑性半塑性刚性异源刚性>64浆屑、塑变岩屑火山弹火山岩块异源火山岩块2~64浆屑、塑变岩屑火山砾火山角砾异源火山角砾27~2塑变玻屑火山灰火山砂异源火山砂<27火山尘火山尘火山尘异源火山尘(二)火山碎屑岩的结构构造1.火山碎屑岩的结构
首先根据火山碎屑物的组成,可分为火山碎屑结构、碎屑熔岩结构、熔结结构和沉火山碎屑结构(表5-4)。火山碎屑结构主要由刚性的品屑、岩屑等各种火山熔岩碎屑所组成;碎屑熔岩结构由火山碎屑(以刚性为主)和熔岩所组成:熔结结构主要由各种塑性变形的火山碎屑所组成;沉火山碎屑结构由火山碎屑和陆源碎屑所组成。再根据火山碎屑物的粒度,可分为集块结构(>64 mm)、火山角砾结构(64~2 mm)、凝灰结构(2~0.05 mm)及火山尘结构(<0.05 mm)。其中火山尘结构(又名尘屑结构)只能在扫描电镜下才能观测,且通常作为较粗粒(凝灰级及其以上粒级)碎屑颗粒之间的填隙物,故在一般情况下,不对其做详细的描述。
粒度/mm火山碎屑物类型碎屑熔岩结构火山碎屑结构熔结结构沉火山碎屑结构>64火山集块集块熔岩结构集块结构熔结集块结构沉集块结构64~2火山角砾角砾熔岩结构火山角砾结构熔结角砾结构沉角砾结构2~0.05火山灰凝灰熔岩结构凝灰结构(火山尘结构)熔结凝灰结构沉凝灰结构集块结构(Volcanic agglomerate texture)主要由火山集块所组成(约占火山碎屑总量的1/2以上,至少>1/3),其填隙物以火山灰为主;若填隙物以熔岩为主,则为集块熔岩结构,若以塑性、半塑性火山集块为主,则为熔结集块结构;若出现较多的陆源碎屑岩集块(其含量<火山集块含量),则属于沉集块结构。
火山角砾结构(Volcanic breccias texture)主要由刚性火山角砾所组成(约占火山碎屑总量的1/2以上,至少>1/3),填隙物以火山灰为主;其填隙物以熔岩为主(一般占岩石总体积的10%以上)的,可定为角砾熔岩结构;若其火山角砾以塑变玻屑和(或)塑变岩屑为主,可定为熔结角砾结构;若其火山角砾以塑变玻屑和(或)塑变岩屑为主,可定为熔结角砾结构;若出现较多的外生沉积物(陆源)角砾级碎屑(其含量<火山角砾含量),可定为沉火山角砾结构。
凝灰结构(tuffaceous texture)主要由凝灰级刚性火山碎屑(约占火山碎屑总量的1/2以上,至少>1/3)和火山尘填隙物所组成;其填隙物以熔岩为主(一般占岩石总体积的10%以上)的,属于凝灰熔岩结构,若其火山碎屑以塑变玻屑和(或)塑变岩屑为主体,则属于熔结凝灰结构。其特点在于塑性、半塑性玻屑、岩屑被压扁拉长而呈平行排列的条纹状透镜体状、火焰状等,类似于流状分布,其间常混入有刚性的晶屑和岩屑等(照片5-39.40)。熔结凝灰结构同溶结角砾结构,熔结集块结构一样,都是在火山碎屑流堆积过程中所形成的特征结构。凝灰结构中,出现较多的砂-粉砂质陆源碎屑物(其含量<凝灰级火山碎屑含量),属于沉凝灰结构;若陆源碎屑物含量>火山碎屑含量的,属于凝灰质砂-粉砂状结构,则应归于沉积岩的结构类型。
上述集块熔岩结构、角砾熔岩结构和凝灰熔岩结构都是火山碎屑熔岩类的特征结构。
除上述外,当不同粒径的火山碎屑同时出现时,则以前少后多的顺序予以复合型结构名称,如火山角砾凝灰结构,熔结凝灰角砾结构等。
2.火山碎屑岩的构造
火山碎屑岩由各种火山碎屑堆积、压结或胶结而形成,故其构造更接近于沉积构造,如层状、似层状和韵律构造等。除了常见的块状构造外,还有假流纹构造和火山泥球构造等特征构造。
假流纹构造(pseudo fluxion structure)为火山碎屑流堆积所特有的,也是熔结火山碎屑岩的特征构造。其特点是由塑性玻屑和塑性岩屑在堆积过程中经压扁拉长而呈定向排列,类似于熔岩中的流纹构造。但是,它不是岩浆流动所形成的纹理,是塑性火山碎屑变形所致,故称假流纹构造。与流纹构造的主要区别在于其形态和产状:塑变碎屑多呈不规则的条纹状、透镜状或焰舌状,其宽窄不一,延伸短而不连续;两端呈撕裂状或燕尾状;常夹有棱角状刚性晶屑(而不是完整的斑晶)及岩屑;遇到刚性碎屑时被压弯或压入;常见晶屑的长轴方向与塑变碎屑的拉长方向垂直或相交(照片5-29);在流纹构造中常见的气孔和杏仁在假流纹构造中很少见到。
火山泥球构造(volcanic mud ball structure)指在凝灰岩层或沉凝灰岩层顶部出现的球状构造,多呈球状、椭球状或扁豆状,其中心多为晶屑或岩屑等火山灰、火山尘及塑变玻屑等凝灰质成分,有时混有陆源碎屑或硅质凝胶等。球体断面可见由不同粒度或不同颜色所组成的同心纹层。球体直径变化大,小的<1 mm,大的可达几厘米至十几厘米。多见于大陆火山喷发及水下堆积形成的火山碎屑岩中。
层理构造和粒序构造 火山碎屑物在空中或水中被搬运时,多呈沙纹、沙波或床沙形体,同正常沉积物的堆积机理一样,可形成水平层理、斜层理或交错层理等层状构造,但在空落火山碎屑物堆积中则很少见到。与沉积岩层理不同的是,常发育自下而上由细变粗的逆粒序构造,尤其是在火山碎屑流堆积和部分火山基浪堆积相的岩石中较常见。在火山基浪堆积过程中,常见有其指相特征的爬升层理(照片5-16)和增生火山砾构造等[见(三)节(3)部分]。
(三)火山碎屑物(岩)的堆积相
在第一章第四节的“火山爆发相”(第15页)中提到其喷出的火山碎屑物的4种堆积形式,据此可将火山碎屑堆积物(岩)的堆积相分为火山喷发空落堆积相、火山碎屑流堆积相、火山基浪堆积相和火山泥流堆积相。
(1)火山喷发空落堆积(airfall deposit)相为从火山口喷向空中的所有产物,包括岩浆喷发物、同源岩浆早期的熔岩碎屑和围岩碎屑等的堆积。火山爆发时,由大量火山碎屑和气体所组成的喷发柱靠其冲击力向天空升腾和扩散,其中火山弹、火山岩块和角砾等较粗较重的碎屑被火山抛出后,因自身重力而很快地坠落下来,与火山口流出的熔岩一起形成火山锥(除熔岩外,火山集块岩、火山角砾岩和碎屑熔岩为其特征);而火山灰和火山尘等凝灰质碎屑因其轻而细小多被裹携在悬浮状的喷发云流中,由优势风带到很远的地方,当其流动能量变小时,依其重力和沉降速率先后降落下来,形成以凝灰岩为主的火山碎屑席。火山喷发空落堆积相中发育有面状平行层理和递变层理,远离火山口其磨圆度变好,分选性多为中等—较好,堆积物的厚度和碎屑的平均粒径随远离火山口而逐渐变小(Fisher and Schmincke,1984)。基性和中基性岩浆的空落堆积物多形成以火山渣为主的火山渣锥、以凝灰岩为主的火山碎屑岩席或以熔岩为主的熔岩流;而中酸性的火山空落堆积物多形成浮岩状空落堆积物,常伴随形成大型复式火山。空落堆积物分布的几何形状和粒度取决于火山喷发柱高度和大气中优势风方向。空落堆积物分布广,覆盖其喷发云湍流经过的所有地形,可谓铺天盖地,这种广域性为其重要的鉴别标志(刘祥和向天元,1997;Fisher and Schmincke,1984)。
(2)火山碎屑流堆积(pyroclastic flow deposites)相,为炽热的携带极速膨胀气体的火山碎屑流(碎屑密度流)沿地表流动过程中形成的堆积。火山碎屑多以火山灰和角砾为主,有时出现火山岩块和浮岩等;塑性玻屑和塑性岩屑及炭化木为其指相物质。熔结凝灰岩和熔结角砾岩(及熔结集块岩)为其代表性岩石。其碎屑多具塑性,分选差,单层厚度较大(常见有>1 m),递变层理发育,具块状构造和假流纹构造。常见有许多流单位(一个流单位指单一碎屑流沉积)的叠加。
火山碎屑流堆积相包括由熔岩穹丘垮塌而形成的块灰流(block and ash flows)和由火山喷发柱垮塌而形成的浮岩流(pumice flows)及灰流(ash flows)。块灰流堆积为粗大的同源岩屑和细小的凝灰质基质的混合体,其规模比较小。浮岩流则规模较大,多以塑性岩屑和塑性玻屑为主,含晶屑(长石和石英及云母)、次圆—圆状的火山岩块(多为中酸性熔岩碎块为主)和角砾等;分选差,假流纹构造发育;在许多流单位中可见有粗大的浮岩碎屑流具逆递变层理,而较细的碎屑流多具正递变层理。灰流则以凝灰级为主(>50%)的碎屑流为特征。钙碱性的中酸性岩浆或偏碱性成分的火山喷发柱的垮塌还可能形成大规模的火山渣流(scoria flows)堆积。其特点是大量火山砾和火山集块同火山灰流一起形成未分选的、受地形控制的更大规模的碎屑流堆积(刘祥和向天元,1997)。
当火山碎屑流堆积同薄层状浮岩和火山灰堆积一同产出时,可定为火山碎屑浪(pyroclastic surges)堆积。其特点是常发育有面状层理、低角度交错层理和微弱波状层理,比伴生的碎屑流沉积粒度更细、分选更好、富晶屑和岩屑(刘祥和向天元,1997)。火山碎屑浪沉积出现在流单位的底部时,称为底浪(ground surges),是火山碎屑流的前驱,位于流的前面;可由垂直喷发边部的垮塌或由碎屑流前部带进来的气体流动所成;若碎屑浪出现在流单位的顶部时,称为灰云浪(ash cloud surges),它是碎屑流上驮气体和火山灰中湍流状低密度流所致。Fisher和Schmincke(1984)认为灰云浪起源于碎屑流顶部的淘洗作用或者湍流过程中粗粒同细粒之间的分离作用。
(3)火山基浪堆积相(base-surge sedimentary facies),为蒸气岩浆喷发所特有的产物。炽热的岩浆在上升过程中遇到水(多为近地表沉积物中水体或地表水)发生爆炸,所产生的基浪流由火山喷发柱呈放射状向外扩散;凝结的水蒸气作为火山基浪的一部分,与其中的火山碎屑颗粒相混合,并支撑和稀释了基浪中的火山碎屑(刘祥和向天元,1997)。基浪流本身是湍流,所谓“火山碎屑密度流”,随流动能量的衰减而成普通的沉积重力流(Fisher,1990)。火山灰和火山砾等碎屑裹携在其湍流中以悬浮形式被搬运,它依赖于剪切应力和沉积速率的平衡,最终在牵引流的作用下以基底载荷的形式运移而堆积下来(Dellino and La Volpe,2000)。也有人将基浪堆积物称为水成火山碎屑。
基浪堆积物多为以火山灰和角砾为主的火山碎屑,后期可叠加有空落火山渣和火山灰等;另有少量来自下伏岩石的碎屑。其成分多为基性—中酸性熔岩碎屑;晶屑以斜长石为主,碱性长石、石英和云母也较常见,偶见橄榄石和辉石等晶屑;在基性岩浆的蒸气喷发的基浪堆积物中可见有二辉橄榄岩等深源包体。基浪堆积相中碎屑颗粒多呈次圆—次棱角状,分选中等—较差(或较好);单层厚度薄,多为毫米—厘米级,很少超过几十厘米(~1m);其沉积韵律和多旋回堆积序列普遍发育。基浪堆积相的底界面多为较平直的剪切面,堆积相内部发育有大量(大型)低角度板状层理和交错层理、波状层理、似沙丘构造(照片5-11)、槽泊构造(照片5-2)、冲蚀凹槽(照片5-13)和V型弹陷坑(照片5-14)等典型构造(徐德兵等2005)。这里应该强调的是基浪堆积相的指相标志:增生火山砾(accretionary lapilli)和爬升层理(cross bedding)。增生火山砾(照片5-15)为同心圆球体,直径多为2~5mm,圈层构造发育,可逐层剥离。这是由蒸气岩浆爆发产生的细小碎屑颗粒在基浪流的携带下向远离火山口的方向运动,期间其表面粘结了微粒状火山灰和尘土等,并在滚动过程中形成圆形圈层;离火口越远圈层越多,增生火山砾也就越大(Richard et al.1983)。爬升层理(照片5-16)是在基浪流沿火山口内壁向外爬升时,其迎流面坡度陡而背流面较为平缓,有一明显的转折端;当基浪碎屑物沿其爬升到一定程度时,可形成趋于平缓的爬升层理(孙谦等,2006)。V型坑由岩浆抛射到空中的火山弹、火山岩块和火山砾等坠落在尚未固结或半固结的基浪堆积物上所形成,常在同一层面上连续分布。这是蒸气岩浆喷发与随后发生的正常岩浆交替作用的结果,它表明该处为近火山口相。中国许多第四纪玄武质火山区常常交替出现岩浆喷发与蒸气岩浆喷发,较完整的剖面多由基浪堆积物、细粒火山灰、火山角砾岩、集块岩与火山弹组成,显示了火山活动的复杂性。
(4)火山泥流(lahars)堆积相,由火山成因的各种碎屑和水的混合体,呈流动的“混凝土”状沿河谷和低地运移过程中所形成。火山泥流一般粘度低,近火山口附近流速较大;在其流动过程中还剥蚀和产刮下伏的松软物质,将其裹携到泥流中,当其能量耗减或受地形影响等因素的作用下堆积下来。火山泥流所携带的碎屑物的成分在离火山口较近的部位可以是单一岩性的,但其他部位常常是非单一性的;其粒级变化很大,泥质—巨粒均可见;远离火山口其粒级越来越变小;火山泥流中固体碎屑物的含量可占20%~60%(按体积,按重量可达80%)。火山泥流堆积相中的岩性在火山口附近以正常火山碎屑岩为主,远离火山口时,逐渐向火山碎屑沉积岩过渡,多以沉凝灰岩和凝灰质砂岩、粉砂岩为主。泥流堆积相的分选性较差,在粗碎屑岩的堆积中常见有不太发育的递变层理。
火山泥流堆积相的形成过程中,水是必不可少的。当火山喷发穿过积雪和火山口湖,或大雨中的火山喷发时,或者火山碎屑流汇入河流或经过冰雪地区等,都可以引发火山泥流;或者与火山喷发有关或火山喷发的间歇期因地震等突发事件导致火山湖等水区破裂而急速排水等都可能造成火山泥流及其堆积物的形成。
(四)成岩方式及成岩作用后期变化1.火山碎屑岩的成岩方式
火山碎屑岩的成岩方式有自己的独特性。当火山碎屑岩向熔岩过渡时,火山碎屑物主要被熔浆胶结;当其向沉积岩过渡时,火山碎屑物则以沉积物质和火山灰次生变化产物的胶结作用为主;而正常的普通火山碎屑岩一般以压实固结作用为主,少部分由火山灰次生产物或化学胶结物的胶结为辅;当岩石主要由塑性火山碎屑物质组成时,其成岩方式则以熔结或焊接作用为主。
2.成岩作用后期变化
在火山碎屑岩形成过程中,由于火山碎屑物中有大量的准稳定物质,极易发生交代和蚀变作用。因此在成岩作用后期,它们往往发生各种变化,其中常见脱玻化作用和交代蚀变作用等。
(1)脱玻化作用(devitrification):脱玻化作用是指火山碎屑岩中的玻屑(刚性和塑性)、塑性岩屑以及火山灰等玻璃质,由非晶质向晶质转化的过程。脱玻化初期,它们只显示出微弱的光性,继而形成隐晶质结构、霏细结构和出现微晶长石和石英。塑性、半塑性玻屑一般常见的脱玻结构有隐晶质(照片5-3)、霏细和梳状(照片5-4)脱玻结构。塑性岩屑的脱玻类型较多,常见的有梳状(脊状)脱玻结构(pectiniform devitrified texture)表现为纤维状隐晶质矿物或细小的微晶,长方向垂直塑性岩屑边部生长呈梳状形态(照片5-6,7);羽状或毛发状脱玻结构(plumose or hairlike devitrified texture)即隐晶质或微晶矿物呈羽状或毛发状排列;霏细脱玻结构(felsitic devitrified texture)脱玻化程度低,由细纤维、粒径<0.02 mm的极细小颗粒、少量玻璃质组成(照片5-6);球粒脱玻结构(spherulitic devitrified texture)由纤维球粒组成,球粒具十字消光(照片5-8);镶嵌脱玻结构(mosaic devitrified texture)脱玻化程度较高,长石、石英微晶彼此镶嵌接触,它们往往分布于塑性岩屑中心(照片5-7,9)。以上脱玻结构可以单独产出,也可几种脱玻现象同时在一个塑性岩屑中出现(照片5-6,7,9)。一般情况下,塑性岩屑内部脱玻化程度比边部高一些,如经常可以见到塑性岩屑的边部为梳状脱玻现象,而中心为镶嵌脱玻结构(照片5-7)。也有的边部为梳状和球粒状,中心为镶嵌脱玻结构(照片5-9)。同一剖面上,中部比顶部的脱玻化程度强。随着脱玻化作用的加强,火山碎屑的外形逐渐模糊,晶屑还可能形成同质异象变体(如透长石转变为低温钾长石)。
(2)交代蚀变作用(replacment alteration):火山喷发晚期及随后的喷气和热液,对火山碎屑物质往往进行交代蚀变作用。作用的结果是发生次生石英岩化、泥化和沸石化及碳酸盐化等。
沸石化几乎是火山碎屑岩所特有的交代蚀变产物,与其共生的有粘土矿物、硅质矿物、绿泥石等。沸石富集可构成矿产。另外,在交代蚀变过程中可使许多微量元素富集成矿,如镓、铅、锡、锌、钍和铀等。因此,在研究中应该给予足够的重视。
1、细胞肿胀:细胞肿胀或称水变性,是较常见的轻度的细胞变化。发生细胞肿胀的器官体积增大中,包膜紧张、颜色浅淡、混浊无光泽、切面膨出、边缘外翻。
2、脂肪变性:脂肪变性是细胞浆内甘油三酯(中性脂肪)的蓄积称为脂肪变或脂肪变性。常因营养障碍、感染、中毒和缺氧等引起。多发生于代谢旺盛、耗氧多的组织,如肝细胞、心肌纤维、肾小管上皮等。
3、玻璃样变性:玻璃样变(Hyalinization),称透明变(hyalinedegeneration)。系指在病变的细胞或间质组织中,出现均匀一致、无结构、半透明状蛋白质蓄积,在HE染色切片中呈嗜伊红均质状。分为细胞内玻璃样变性、纤维结缔组织玻璃样变性、细动脉壁玻璃样变性。
4、淀粉样变性:淀粉样变性是由多种原因造成的淀粉样物在体内各脏器细胞间的沉积,致使受累脏器功能逐渐衰竭的一种临床综合征。包括一组疾病。
5、黏液样变性:细胞间质内黏多糖(葡萄糖胺聚糖、透明质酸等)和蛋白质的蓄积,称为黏液样变(mucoiddegerenation)。
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