安山岩

中性的钙碱性喷出岩

安山岩(andesite)是中性的钙碱性喷出岩,与闪长岩成分相当。安山岩一词来源于南美洲西部的安第斯山名Andes。分布于环太平洋活动大陆边缘及岛弧地区。产状以陆相中心式喷发为主,常与相应成分的火山碎屑岩相间构成层火山。有的呈岩钟、岩针侵出相产出。 安山岩可呈深灰色、浅玫瑰色、暗紫灰色等,有气孔、块状、杏仁状构造,其基质主要为交织结构和安山结构。 安山岩一般在快速冷凝的岩石中形成,属于火山岩溶类岩石;可用作水泥混合材料,是很好的建筑材料和化工上的耐酸材料。 安山岩火山的高度最大,一般高500~1500米,个别可达3000米以上。

释义

安山岩为中性喷出岩,分布范围仅次于 玄武岩 。岩石一般为灰、灰绿、淡紫或紫红色,其中含有少量 斜长石 、 角闪石 、 辉石 和 黑云母 的 斑晶 ,而且斑晶常呈定向排列,这是由于 岩浆 是在流动中冷却的。安山岩也会有 气孔 和 杏仁构造 。

组成结构

安山岩(andesite)一种中性的钙碱性喷出岩。其成分相当于 闪长岩 。手标本新鲜面深灰-褐灰色,风化或蚀变后呈灰绿-紫红色。色率一般为20~35,斑状结构(部分情况下可见巨斑),无斑隐晶质结构相对少见,斑晶主要由斜长石及暗色矿物组成。其中斜长石以 中长石 ﹑ 日长石 为主,常具环带及熔蚀结构。常见暗色矿物有 辉石 ( 普通辉石 ﹑ 紫苏辉石 )﹑ 角闪石 和 黑云母 。基质主要为交织结构及安山结构(玻基交织结构),由斜长石(更长石﹑中长石为主)微晶﹑辉石﹑ 绿泥石 ﹑安山质玻璃等组成﹐碱性长石﹑ 石英 少见﹐仅个别填充于微晶间隙中。副矿物以 磷灰石 及铁的 氧化物 为主。气孔﹑块状构造,有的气孔被 方解石 ﹑石英﹑绿泥石等充填﹐形成 杏仁构造 。

理化性质

安山岩中 SiO2 含量变化较大(52~63%)﹐平均含量为58.17%。98.5%的安山岩的SiO2 过饱和 ,出现标准矿物石英(多小于15%)。安山岩按SiO2含量可分为两种﹕含52~57%的为 玄武安山岩 ﹔含57~63%的为安山岩﹐安山岩的里特曼指数﹐即(K2O+ Na2O )2/(SiO2-43)比值﹐一般小于3.3﹐属钙碱性﹐安山岩平均化学成分为SiO2=52.4%﹐ Al2O3 =17.17%﹐ CaO =7.92%﹐Na2O=3.67%﹐K2O=1.11%﹐以SiO2较低﹐CaO较高﹐全碱小于5.5%﹐Na2O>K2O为特征。安山岩与 玄武岩 常不易区别﹐一般认为﹐ SiO2 >52%﹐色率<40%的为安山岩;反之为玄武岩。

形成原因

安山岩一词来源于南美洲西部的安第斯山名Andes,其中斑晶安山岩是造山带内分布最广的一种火山岩,分布于环太平洋活动大陆边缘及岛弧地区,包括美洲的 安第斯山脉 等地。产状以陆相中心式喷发为主,常与相应成分的火山碎屑岩相间构成层火山。多呈岩被、岩流、岩钟侵出相产出,有的呈岩针侵出相产出。受热液作用,常产生青磐岩化。与其有关的矿产有铜、铅、锌、金(银)等。

从岛弧、活动大陆边缘向大陆内部,安山岩的碱度一般变大,钾质增高。安山岩类在造山隆起区,随构造活动的加强,多向流纹岩方向演化;而在凹陷区,随构造活动的减弱,常向粗面岩,甚至 响石 方向演化。

关于安山岩的成因﹐通常有3种看法。(1)分异说﹐认为安山岩是玄武 岩浆 分异产物﹐其主要根据是﹐安山岩常与玄武岩共生﹐而且两者的87Sr/86Sr初始值相似。(2)同化说﹐认为安山岩是玄武岩浆同化花岗质大陆壳的结果﹐其主要根据是﹐安山岩成分介于玄武岩与 花岗石 之间﹐而且安山岩主要分布于大陆壳区。(3)从板块构造观点认为,安山岩浆起源于大洋板块俯冲于大陆板块之下时﹐洋壳及其上覆 沉积物 受高温﹑高压影响﹐转变为 角闪岩 ﹑石英榴辉岩﹐再经部分熔融可形成安山岩浆﹔此岩浆上升进入 地幔 楔形区后可与地幔岩反应成辉石岩﹐再经部分熔融﹐能形成安山岩浆﹔大洋沉积物中水及水化的大洋壳中水﹐在俯冲到一定深度时脱出﹐上升至上覆的地幔楔形区﹐使地幔富水﹐富水地幔部分熔融也能形成安山岩。实验资料证明﹐在压力3×10^9帕时﹐安山岩的 熔点 最低﹔而且1~1.5×10^9帕时﹐富水橄榄岩部分熔融即可产生安山质熔体。第三种安山岩成因观点被多数人接受。

主要产地

产于世界大多数火山区的一大类岩石之任一成员。主要作为地表堆积物出现,其次是作为 岩墙 和小岩塞出现。许多安山岩堆积物并不是正常的熔岩流,而是岩流 角砾岩 、 泥流 、凝灰岩以及其他碎屑岩石。例如罗马附近的白榴凝灰岩和德国艾弗尔(Eifel)地区的浮石凝灰岩。安山岩一名源于安地斯山,北美和中美的大多数科迪勒拉山(平行山)系都是主要由安山岩组成的。实际上整个环太平洋盆地边缘的火山中都有大量这类岩石。 培雷火山 (Pelee)、圣文森与格瑞那丁的 苏弗里耶尔火山 、 喀拉喀托火山 、磐梯火山、 富士山 、波波卡特佩特尔火山(Popocatepetl)、诺鲁霍伊火山、沙斯塔山(Shasta)、胡德火山和亚当斯火山等都喷发大量的安山质岩石。

亚类区分

安山岩类可划分为3个亚类:

1.含 石英 的安山岩,即 英安岩 ,有时当作是独立的一类;

2.普通 角闪石 和 黑云母 安山岩;

3. 辉石 安山岩。英安岩含有原生石英,石英可能呈小的圆包或 晶体 ,或只是作为基质中填充间隙的微小颗粒。普通角闪石和黑云母安山岩比较富含 长石 ,通常是呈浅的粉红色、黄色或灰色。辉石安山岩是最常见的安山岩类型,出现的数量可与 玄武岩 相比,颜色较深、密度较大、多为基性岩。

常见种类

粗面安山岩

成分与 二长岩 相当的、介于 粗面岩 和安山岩之间的喷出岩。粗面安山岩呈白、灰、浅黄或红色,常为斑状及粗面结构, 气孔 块状构造。 斑晶 主要由 斜长石 ( 中长石 、 更长石 )和暗色矿物组成。在一般情况下,斜长 石斑 晶有 钾长石 镶边,形成正边结构,或者 碱性长石 充填斜长石 微晶 的间隙。基质具有交织结构和玻基交织结构,基质矿物主要为斜长石及碱性长石,常含数量不等的玻璃质。

是在 构造运动 从活动趋于稳定时期 火山喷发 的产物,常见于晚造山期或构造上相对稳定的地区。其 岩浆 主要来源于受深断裂影响的 上地幔 。粗安岩或与 玄武岩 、安山岩、 流纹岩 等共生,或与 碱性玄武岩 、 粗面岩 、 响石 等共生,产状以中心式喷发的为主,大多为 熔岩 与 火山碎屑岩 互层产出。中国江苏、 安徽 的中生代 火山岩 中,常见粗安岩,并与铁、铜、 黄铁矿 矿床等有成因联系。

斑状岩

矿物组成主要有 辉石 、 石英 、 角闪石 、 黑云母 。主要化学成分为SiO265~71%,Al2O315.5~18.6%,其次 氧化铁 、CaO均在3~5%以下,另有Na2O、K2O为1~3%,及少量的TiO2、 五氧化二磷 、Mn2O3在1%以下。以其构造组织 黑白相间 外观彷如饭粒而得名。比重2.60~2.66,硬度5~6,其外观亮丽,一般以黑色、红色、灰色基石,表面散布着如米粒之白色 培长石 粒点。经长时间自然风化,岩质易变成 松质 多孔性物质形成具有强力吸附性,及在水中易溶释出微量之矿物质元素等特性。为中生代末期, 新生代 初期由火山喷出之 岩浆 经冷却凝固或结晶形成之中性火山喷出岩。此外多为风化后的斑状安山岩,主要赋存于由块状安山岩组成的都峦山层中, 地质年代 距今约五百万年以上,属第三纪 中新世 早期安山岩质 集块岩 及由火山爆发的安山岩经过河流搬运再沉积而成之风化斑状安山岩。主要产于东部海岸山脉、瑞穗、奇美至瑞源。

性质变化

由岩浆冷却形成的安山岩会在不同的环境下, 会有不同的改变,将之归为两种途径,一种是 化学 成份上的改变,另一种方式则是物理结构上变化。

化学成份的变化

主要有溶解、取代及A、B成份上的 互换 。溶解就是所谓的 淋溶作用 ,溶液将某些离子从矿物中带走;取代作用则是矿物中当某些离子被带走后,又充填进来新的离子;A和B矿物内成份的互换,则是产生新的矿物。这就是一般所谓岩石风化、换质、变质等作用的原因了。B、物理结构的变化:当岩石所处的温度、压力条件改变或离子改变时,会影响 原子 之间的键长和排列位置,这就是所谓矿物结构上的改变,例如石墨再超高压的环境下,即可变成钻石。它的成份虽然没有改变,但键结方式完全不一样了,表现出来的 物理性质 也跟着改变了,这就是 变质岩 的成因。任何物质随着温度压力的改变,分子之间会发生变化的。

安山岩的 物理变化

(一)安山岩经过河流长时间的侵蚀、搬运、沉积,最后沉淀到安静的水体里会变成 页岩 。

(二)如果安山岩深埋至温度约300~500℃,压力约2~6Kb的地底下会形成 片岩 。

(三)安山岩受到酸性热液溶蚀,温度约100~200℃情况下会形成蚀变安山岩,也叫青磐岩。

(四)安山岩在热液作用下常蚀变而成青磐岩。此种蚀变产物是 绿帘石 、 绿泥石 、 钠长石 、 绢云母 、 石英 和碳酸盐矿物的细粒集合体,它是铅、锌、 银矿 的重要找矿标志。

安山岩和 玄武岩 之间往往呈现过渡关系,在产状上也常共生,用肉眼、 化学 分析或 显微镜 鉴定方法区分它们均是比较困难的,这时可把这种过渡性岩石定为玄武—安山岩或安山—玄武岩。

安山岩线

于活动 大陆边缘 、分隔不同岩石系列的一条岩相地理分界线。又称马歇尔线。在此线一侧出现以 蛇绿岩套 为代表的拉斑玄武岩系列,靠陆一侧分布有以安山质 火山岩 、石英 闪长岩 和 花岗闪长岩 为主的钙碱性岩浆岩系列。安山岩线的形成是板块俯冲作用的结果。在环太平洋边缘,安山岩线大致位于从 阿拉斯加州 经日本岛弧、 马里亚纳海沟 、帛硫群岛、俾斯麦群岛、 斐济 和 汤加群岛 至 新西兰 和查塔姆岛一线。

以蛇绿岩套为代表的拉斑 玄武岩 系列与以安山质火山岩﹑ 石英 闪长岩和花岗闪长岩为主的钙碱性系列岩浆岩之间的岩相地理界线。又称马歇尔线。它实际上可以看作在活动 大陆边缘 有无安山岩出现的分界线,在此线靠大洋一侧不见安山岩,靠陆一侧常见安山岩。安山岩线的形成是板块俯冲作用的结果。当大洋板块在 海沟 处发生俯冲时,构成洋壳的拉斑玄武岩系列和部分深海 沉积物 ,在150~250公里深处时,发生局部融熔,形成了钙碱性的安山岩系列 岩浆 ,并沿裂隙喷发形成火山岛弧。因此安山岩线在活动大陆边缘表现最为明显。在环太平洋边缘主要分布在 阿拉斯加州 到 新西兰 和查塔姆岛的东部一线,中间经过 日本 岛弧﹑ 马里亚纳海沟 ﹑帛硫群岛﹑俾斯麦群岛﹑ 斐济 和 汤加群岛 。

参考资料