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火成岩
几千年来<
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,
住在火山附近的人们都能看到灼热的岩浆从地表喷出
,
并在较短
时间内冷却形成坚硬的岩石。到十八世
纪，地质学家才开始了解到，岩石里的脉
状侵入体也是由热的熔岩冷却形成。现在，我们
知道，岩石可由下地壳或地幔中
的岩浆上侵形成，有时岩浆还会喷发出来，火成岩就是这
些熔融物冷却固化的产
物。在探求岩石成因的过程中，当代地质学家已经认识到，大部分
火成岩的形成
都与板块构造运动紧密相连。通过研究火成岩，地质学家就能更加了解地球
的构
造史。虽然对岩浆起源和演化的确切机制目前还知之甚少，但地质学家已能就一
些长期困扰他们的问题，做出满意的回答，如：火成岩的侵入作用，火成岩的喷
出作用及岩石的熔融等
1
、侵入作用
深部岩浆因上部压力的降低而向上运移，侵入于周围岩石中而未达
到地表即冷凝成岩，
称为侵入作用，所形成的岩石称为侵入岩。包围侵入
体的原有岩石称围岩。
由于侵入作用发生在地壳中，
因此不可能像火山作
用
那样直接观察和研究。
只有当侵入岩经过长期的地质作用被抬升至地表
< br>后，
方能通过它们的基本产状、
成分和分布来加以认识。
岩浆是高温熔体，
围岩是低温物质，
在
侵入过程中岩浆与围岩之间必然要发生许多变化，
如
同化混染。
岩浆内部也会因温度下降而发生变化，
导致分异等作用的发生。
分
异
二十世纪初，地质学家开始研究火
成岩的形成过程。他们把化学物质按一定的比例混合，模拟那些
天然火成岩的成分，将其
熔化，然后让它们冷却、固化，并密切检测晶体形成的温度和化学成分。实验
发现，当岩
浆缓慢冷却时，熔点高、密度大的矿物先结晶，一部分在重力作用下或因其他原因从岩浆中
分离出来，沉入底部，聚集成熔点较高的岩石。另一部分未沉入底部，随着温度的继续下降，会同残余
岩浆发生反应，使其成分发生了改变。这就导致了一个原始岩浆，因温度、压力等物理化学条件的
影响，
演化出一系列的岩石，这一作用过程，称之为岩浆的分异作用。随温度的下降，不
断有相应的矿物结晶
而分离出来，又称为分离结晶作用。美国岩石学家鲍温总结上述过程
，提出了著名的鲍温反应系列理论。
分异作用除结晶分异作用外，还有熔离作用、扩散作
用和气运作用等。
2
、
喷出作用
喷出作用又叫火山作用。古代哲学家对火山和熔岩怀着畏惧的心理。他们把火山和熔
岩解释为地狱之火。现代科学家则发现离地球表面越深，地内温度越高。在离地面大约
75
千米～
250
千
米的软流层，温度可达到
1100
摄氏度～
1200
摄氏度。这里存在大量熔体，被
认为是岩浆主要的
来源地之一。
有趣现象
柱状节理
熔岩在冷凝过程中，其表面
常有无数冷凝收缩中心形成，如果
岩石结构均匀，这些收缩中心会均匀而等距地排列，在
垂直于连结
收缩中心的直线方向因张力作用形成裂缝，裂缝横切面为六边形。
随着熔岩进一步冷凝，
六边形裂缝最终会将整个熔岩层切成六方柱，
称为柱状节理，柱体垂直于熔岩层面（冷却面）。在发育不理想时，
柱
状节理的横切面可以是四边形、五边形、七边形等。
枕状构造
枕状构造是由于基性岩浆在
海底喷出以后，
其外层迅速冷却凝
固形成硬壳，硬壳受内部流体
的挤压而破裂，熔体挤出又再冷凝成
另一个硬壳，似此反复作用便造成这种构造。枕状体
表面较光滑，
常有纵向及横向沟纹。当地质学家发现枕状构造时，他们知道这是
由水底火山喷发而形成的，所以具枕状构造熔岩的出现，是判别这
个区域
曾经在水下的重要的标志。枕状构造经常能在大洋的底部发
现。
火山口湖
火山经过连续多次喷发以后
，岩浆房因空虚而萎缩了，火山锥
体从而会因失去支撑而崩塌陷落；同时，后续的喷发活
动可将原有
火山锥的上部炸毁。结果，均能造成比原有火山口大得多的洼地，
被称为破火山口。洼地常积水成湖，称为火山口湖。
温泉
火山活动的后期，常常伴随着气
体或水蒸气的喷发。地下水由
于地下岩浆的加热，变成了温泉和间歇喷泉。即使在大喷发
之后，
火山仍可从小管道喷出气体、热液等喷出物，其中大都含有难溶物
质，其中有些是非常有价值的。
火山碑
有时候大量粘度较大的熔岩从
火山通道猛烈喷出，
由于火山通
道狭窄，造成堵塞，以至于未喷
发的熔岩就在火山通道中冷却。当
周围的沉积岩慢慢的被风化、剥蚀后，耐风化的火成岩
石还耸立在
那里，就像巨大的高楼矗立在荒漠中。
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火山类型
熔渣火山锥
复式火山锥
盾状火山
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岩浆岩种类
玄武岩（基性喷出岩）
安山岩（中性喷出岩）
流纹岩（酸性喷出岩）
辉长岩（基性深成岩）
闪长岩（中性深成岩）
花岗岩（酸性深成岩）
沉积岩
地球上的大部分表面都被沉积物覆盖。
沉积物与沉积岩是岩石循
环中重要的
一环。地壳上先期已存在的岩石，受到风化、剥蚀、搬运、沉淀、埋藏和成岩
作
用，最终形成各种沉积岩。因为它曾经是沉积物，故而可以根据沉积岩的原生构
造指示沉积环境。对沉积物和沉积岩的研究有着相当大的实用价值：沉积岩中有
我们不可缺少的能量资源，如石油、天然气和煤。了解了这些沉积岩的形成就
能
帮助我们更好的探求尚未查明的资源。
典型沉积岩
、
典型沉积岩
角砾岩
砾岩
砂岩
页岩
原生构造
沉积岩在解释地球历史时显得特别重要，地质学家能根据岩石的原生构造，
推断出岩石的
历史，包括原岩的组成、搬运的形式和距离以及颗粒成岩时的自然
环境，即沉积环境。沉
积岩在地球表面沉积，因此能保存并提供原物质聚集地的
物理、化学和生物环境情况的线
索，进而追溯其历史。
层
理
沉积物和沉积岩在不同沉积环境下在沉积物上所
呈现的差异叫做成层性。
它是由组成岩石的不同部分的
颜色、
矿物成分、
碎屑的特征及结构等所表现出的差异
而产生的。层理多数是水平的，但也可以是倾斜的。若
纹层之间相互交
错，且与水平面交角大于
35
度时，特
它表明沉积时介质处于较强烈的水动力
称为交错层理，
环境下。在砂岩、砾岩沉积物中，交错层理经常出现。
波
痕
不论在古老的还是较新的砂岩中，
波痕都是常见的沉积
构造。自然界中，我们可以从被强风吹过的
沙丘表面、小溪
的水下沙礁及海岸边的沙滩上看到波痕。
地质学
家能通过波
痕的形状来判断沉积时流水或风的运动方向。
它是沉
积介质
动荡的标志。
更重要的是波痕还可用来判断岩层的顶底，
出
现波痕的一侧为顶。
泥
裂
泥裂是由岩层表面垂直向下的多边
形裂缝。泥裂
的产生表明当时的沉积环境是在干燥与湿润之间变化
的。当暴露于空气中时，湿泥蒸干、萎缩形成裂痕。泥
裂经常与浅湖和沙漠盆地相联系
，
即是滨海或滨湖地带
的泥质沉积物，
暴露水面后失水变干收缩而成。
利用泥
生物印模
化石是埋藏在岩层中的古代生物遗体或遗迹。
动物
的贝壳、牙齿、骨骼、蛋、粪以及植物的根、茎、叶、
果、种或其印迹均可以
成为化石。保存为化石的生物实
体一般都会受到某种矿物的充
填或交代而石化。
化石也
裂也可以确定岩层的顶底，
开口方向为顶，
尖灭方向为
底顶。
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