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火成岩的分类命名

火成岩的分类一直是火成岩研究中的重要内容之一，因为它不仅是进行全球性和区域性火成岩对比的基础，而且也是作为资料系统化的一种重要工具。自然界中的火成岩因其形成过程的复杂性，造成了火成岩成分的多样性，从而造成了多达20种火成岩的分类方案。其分类依据包括岩石的矿物成分、化学成分、产状(相)、结构和构造，有时会考虑成因。不同的分类方案，依据的侧重点有所不同。对于火成岩而言，通常首先考虑的是岩石的结构，因为结构给出了岩石成因的最好证据，还可以将岩石分成更为广阔的成因类型。在火成岩描述中，首先确定的是该岩石属于下列三种类型的哪一种:

◎显晶质:肉眼能够容易辨别出构成岩石的矿物晶体。

◎隐晶质:即使有矿物晶体，也因粒度太细肉眼无法辨认。

◎碎屑质:由多种松散火成物质组成的、经沉积和后期固结形成的岩石。碎屑本身可以是先前存在的岩石(火成物质占绝大多数)、晶屑或玻璃。

假如一个岩石具有显晶质结构，这说明该岩石于地下深处缓慢结晶而成，将其称为深成岩或侵入岩，这与根据野外产状划分的侵入岩相对应。假如一个岩石具有隐晶质结构，这说明该岩石于地表快速冷却结晶而成，被称为火山岩或喷出岩，这与根据野外产状划分的火山岩相对应;具有隐晶质结构的火成岩也可以形成于地壳浅部，由岩浆快速冷却而成，被称为浅成岩或次火山岩，这与根据野外产状划分的浅成岩相对应。

在火成岩结构分类的基础上，具有显晶质结构的火成岩(包括侵入岩和能够辨认出矿物的火山岩)可以根据矿物成分进行进一步的分类［如国际地球科学联合会(简称国际地科联，IUGS)推荐的分类方案］，具有隐晶质结构的火成岩(包括玻璃质的火山岩)可依据其化学成分进行进一步的分类。火山碎屑岩的分类，因其特殊的成岩方式，使其分类较为复杂，可根据火山碎屑物的粒度和成因进行划分(详见第六章)。本书主要介绍国际地科联推荐的分类命名方案，并介绍吉林大学地球科学学院常丽华教授等(2009)综合前人资料提出的方案。

一、国际地科联推荐的火成岩分类方案

国际地科联1989年推荐的火成岩分类方案，主要是以Streckeisen(1976)的分类方案为基础修改而成。该分类方案首先将火成岩分为以下七类:

◎深成岩类:肉眼能识别其单个晶体的、颗粒较粗的火成岩，是在地壳较深部形成的。深成岩类即是侵入岩，包括了浅成侵入岩。

◎火山岩类:矿物颗粒较细，多数颗粒肉眼不能识别，通常含有玻璃质的岩石，是同火山活动有关的火成岩，包括火山熔岩和次火山岩。

◎火山碎屑岩:直接由火山喷发崩解产生的火山碎屑堆积而形成的岩石，不包括熔岩流自碎所形成的岩石。

◎紫苏花岗岩类:指出现在寒武纪和前寒武纪，以含紫苏辉石为特征的紫苏花岗岩系列岩石。

◎黄长岩类:黄长石含量＞10%，M≥90%的岩石(黄长石被列为暗色矿物)。该类岩石有火山岩和深成岩之分:火山岩者称为黄长岩，深成岩者称为黄长石岩。

◎煌斑岩类:包括煌斑岩、钾镁煌斑岩和金伯利岩。

◎碳酸岩类:碳酸盐矿物含量＞50%的火成岩，包括深成的和火山成因的。

国际地科联根据上述七大类岩石的不同特点，进一步分别提出了每大类岩石的具体分类方案。自然界火成岩中，大量出现的是深成岩和火山岩，其次是火山碎屑岩，其他岩类相对少见。本节主要介绍深成岩类和火山岩类的详细分类，其他岩类的详细分类将在后面相关的章节中阐述。

(一)深成岩类的矿物分类

深成岩因其矿物成分及含量易于测量，因此矿物成分就是其进一步分类的依据。首先，根据“M”的含量划分出M＞90%(体积分数)的超镁铁质岩和M＜90%的其他深成岩。“M”包括暗色矿物(云母族、角闪石族、辉石族、橄榄石族)、不透明矿物、副矿物(锆石、磷灰石、榍石)、绿帘石、褐帘石、石榴子石、黄长石和原生碳酸盐矿物。对M＞90%的超镁铁质岩，根据橄榄石、辉石、角闪石的含量比例进行详细分类(图2－35);对M＜90%的其他深成岩则根据岩石中长英质矿物的相对含量，即QAPF双三角图解做进一步分类(图2－36)。这些图解是以岩石中能够测量的实际矿物成分和含量为基础。

图2－35 超镁铁质深成岩的分类图解(Streckeisen，1976)

由于石英(Q)与副长石(F)不能共生，故它们分别位于QAPF双三角形分类图解中AP线的两侧。根据Q(或F)的相对含量以及斜长石与长石总量的比率［P/(A+P)］，将双三角形划分为15个区，每个区代表一个岩石类型的基本名称。使用该图解时，必须重新计算Q(或F)、A、P的相对含量，使其达到100%。显然，计算时不考虑暗色矿物等的含量。例如，某一深成侵入岩的实际矿物组成为:石英20%、碱性长石15%、斜长石45%、黑云母19%、副矿物1%。重新换算后为:Q=100×20/80=25.0%，A=100×15/80=18.8%，P=100×45/80=56.2%，以此投点于分类图解，确定为花岗闪长岩。

在深成岩QAPF分类图中，有时不同类型岩石落在同一区内，如辉长岩和闪长岩落于一个区，其区分要根据An值来确定，An＞50者为辉长岩，An＜50者，为闪长岩;有些岩石则落在AP或AQ、AF、PF、PQ线上，而不占有区域，如不含斜长石的碱长正长岩和碱长花岗岩等。

显然，该分类定名只是确定了岩石的基本名称，岩石定名时还要考虑暗色矿物的种类，将其放在基本名称之前作为修饰词，如角闪花岗闪长岩、橄榄辉长岩等。

图2－36深成岩的QAPF分类图解(Streckeisen，1979;LeMaitre，1989)

(二)火山岩的分类

火山岩的分类命名可以采用矿物成分和化学成分两种方案，当岩石中的实际矿物成分及含量能够测量时，可以采用实际矿物成分分类;当岩石中的矿物颗粒细小不易辨别或为玻璃质，或对火山岩详细定名时可以采用化学成分分类。

1.火山岩的矿物成分分类

与深成岩分类一样，火山岩的矿物成分分类也采用QAPF图解(图2－37)。由该图可看出，主要类型火山岩均与相应成分的深成岩相对应。但由于火山岩的结晶程度一般都很差，除了在深部先结晶为斑晶的一些矿物外，基质中多数矿物的颗粒很细或呈隐晶质，甚至是玻璃质。若岩石中只有斑晶矿物可以鉴别时，则以斑晶矿物组合来鉴定岩石。但这种做法并不十分可靠，因为有的斑晶矿物是从岩浆中最先晶出的，有的斑晶成因则较复杂，因而它们不一定能代表岩石的总成分。为了准确地鉴定火山岩，最终还得采用化学成分分类命名方法，尤其是对那些隐晶质或玻璃质岩石，只能根据化学成分才能鉴定。

图2－37 火山岩的QAPF分类图解(Streckeisen，1979;LeMaitre，1989)

2.火山岩的化学成分分类

火山岩的化学成分分类方案有多种，本节仅列出了国际地科联推荐的SiO2－(Na2O+K2O)分类图解，即TAS图解分类(图2－38)。TAS分类中，所使用的岩石应为未蚀变(或低级变质)的新鲜岩石，其H2O+含量＜2%、CO2含量＜0.5%，并要求去掉H2O、CO2和烧失量之后，再把全部分析数据重新换算成100%之后的结果。在该分类方案中将火山岩分成了高镁岩石和非高镁岩石，使用时应加以注意。

(三)火山碎屑岩的分类

由于火山碎屑岩的特殊成岩方式，使其分类较为复杂，方案很多。有关火山碎屑岩的详细分类方案参见第六章。

图2－38 火山岩的TAS分类(LeBasetal.，1989)

二、火成岩的综合分类方案

国际地科联推荐的火成岩分类方案比较系统、科学，并具有统一性，但在岩石鉴定中应用起来不够方便。因此，常丽华教授等(2009)综合了国内外火成岩的分类方案，以化学成分、矿物组合和产状(相)为依据，提出了一个以常见岩石类型为主，并能满足一般岩石鉴定需要的分类方案(表2－2，表2－3)。该分类方案首先根据里特曼指数值(σ)将岩石区分为钙碱性系列(σ＜3.3)、碱性(或偏碱性)系列(σ=3.3～9)和过碱性系列(σ＞9)，再按照SiO2含量(酸度)将岩石分为超基性、基性、中性和酸性。其次，根据产状分为侵入岩(深成相、浅成相)和火山岩(喷溢相、次火山岩相);第三，结合上述两条，依据主要矿物成分及含量划分岩石基本名称。

表2－2 钙碱性系列火成岩分类表

续表

表2－3 碱性(或偏碱性)、过碱性系列火成岩分类表

三、关于火成岩命名的几点说明

(1)岩石中所含的次要矿物(一般情况均为暗色矿物)作为修饰词，加在岩石基本名称之前，次要矿物含量＞5%时，称为“××+岩石基本名称”;＜5%时，称为“含××+岩石基本名称”。如花岗岩含黑云母10%，则称为黑云母花岗岩;若含黑云母为3%，则称含黑云母花岗岩。当次要矿物有两种以上时，按照其含量多少采用“少前多后”的原则命名，如角闪黑云母花岗岩，就表示岩石中的角闪石少于黑云母。

(2)关于“斑岩”和“玢岩”，仅用于具有斑状结构的浅成岩和次火山岩，如果岩石中矿物以石英、碱性长石、似长石为主，则称为“××斑岩”，如正长斑岩、流纹斑岩;如果岩石中矿物以斜长石和暗色矿物为主，则称为“××玢岩”，如闪长玢岩、安山玢岩。对于火山熔岩中斑状结构的岩石，不使用“斑岩”和“玢岩”的名称。

(3)对于无斑结构的浅成岩、次火山岩，因其矿物颗粒细小，命名时需在相应深成岩名称前加“微晶”二字，以此与细粒深成岩相区别，如微晶闪长岩。

(4)若岩石中出现特殊矿物，则不论其含量多少均应参加命名，如石榴子石花岗岩、堇青石花岗岩。

(5)特殊的结构和构造应参加命名，如球粒流纹岩、条带状辉长岩。

(6)如果岩石遭受蚀变较强，且需要强调时，需将蚀变矿物冠于岩石基本名称之前，如蛇纹石化橄榄岩。若蚀变矿物有多种时，也可称为“蚀变××岩”，如蚀变安山岩。

思考题

1.简述火成岩系列划分的依据及其研究意义。

2.微量元素和同位素在火成岩研究中有哪些主要用途?

3.简述火成岩的矿物成分、化学成分及其与成岩环境的关系。

4.简述火成岩的结构与成岩环境之间的关系。

5.应用相图解释斜长石环带结构、钾长石条纹结构以及基性火成岩相关结构的成因。

6.应用Fo－Q二元系相图阐述基性岩浆演化出酸性岩浆的过程。

7.火成岩QAPF分类的主要依据及适用范围是什么?