火成巖是由熔融的巖漿冷凝結晶形成的,而巖漿又是地下的石頭在高溫(625~1200℃)下溶化形成的。熔化地下石頭的溫度受被熔化石頭的化學成分、所處的深度(壓力)和像水蒸氣一樣的氣體是否存在等因素所控制。熔化地下石頭所需要的熱來自地心(地核),科學家估計,地心的溫度可能有5000℃。大多數熱通過對流和傳導的方式從地心傳到固體的地球外殼(圖3)。熱也能夠在巖石圈子下部通過磨擦而產生,俯沖的地殼板塊也能產生足夠的熱和壓力熔化石頭,這個事實解釋了一些沿大陸板塊邊緣分布的火山。
當地下深處的巖漿噴出地表時,就形成了火山噴發,火山噴出的物質在地表快速冷凝固結,就形成了火山巖(圖4)。如果地下巖漿沒有噴出地表,而是上升到地殼淺部就開始冷凝結晶, 這就形成了侵入巖(圖5),火山巖和侵入巖統稱為火成巖或巖漿巖。
常見的火成巖種類
巖漿形成的火成巖取決于三個因素:巖漿的成分、固結的溫度、影響結晶過程的冷凝速度。巖漿的化學成分變化較大,例如,硅(SiO2)的含量可以從75%變化到<45%。一般來說,在低溫下冷凝結晶的火成巖趨向于富集硅、鉀和鋁的礦物,在高溫下結晶的火成巖以富集較高含量的鈣、鈉、鐵和鎂的礦物為特征。冷凝速度在晶體生產過程中非常重要。逐漸冷凝的過程結晶出大晶體礦物,相對快速冷凝結晶的巖漿產生小的晶體,在地表非常快速冷凝的巖漿可以產生無晶體結構的黑耀巖玻璃。
根據化學成分將火成巖分為四大類:酸性(長英質)、中性、基性、超基性。酸性火成巖起源于含相對較高的鈉、鋁、鉀的酸性巖漿,硅的含量大于65%。由酸性巖漿形成的巖石類型為花崗巖、花崗閃長巖、英安巖、流紋巖,所有這些巖石都是淺色的,因為它們含有石英、鉀長石、鈉長石和斜長石。英安巖和花崗閃長巖比流紋巖和花崗巖含有較多的黑云母和角閃石,英安巖和流紋巖由大陸熔巖流快速固結形成的,其中的礦物晶體非常細小。花崗巖和花崗閃長巖是常見的侵入巖類型,產出在大陸殼。由于它們在地表以下緩慢冷凝結晶,所以礦物晶體較粗大。
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